JPH065838A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH065838A JPH065838A JP4162345A JP16234592A JPH065838A JP H065838 A JPH065838 A JP H065838A JP 4162345 A JP4162345 A JP 4162345A JP 16234592 A JP16234592 A JP 16234592A JP H065838 A JPH065838 A JP H065838A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity layer
- type impurity
- photoelectric conversion
- charge
- gate electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】残像特性を保ちながら信号電荷として捕える光
電変換電荷を増加させて分光感度特性を向上させる。 【構成】光電変換部１を、電荷転送部を構成するＮ型不
純物層４と、Ｎ+ 型不純物層５とで構成し、トランファ
ゲート電極９下にＮ- 型不純物層７を構成する。光電変
換部の不純物層を基板内深くに形成しているため、基板
内深くて光電変換される入射光を信号電荷として取り出
せ、分光感度特性が向上する。また、Ｎ+型不純物層５
は従来と同様にトランファゲート電極９と重なっていな
いため、光変換部１の信号電荷を残さず電送することも
可能である。
電変換電荷を増加させて分光感度特性を向上させる。 【構成】光電変換部１を、電荷転送部を構成するＮ型不
純物層４と、Ｎ+ 型不純物層５とで構成し、トランファ
ゲート電極９下にＮ- 型不純物層７を構成する。光電変
換部の不純物層を基板内深くに形成しているため、基板
内深くて光電変換される入射光を信号電荷として取り出
せ、分光感度特性が向上する。また、Ｎ+型不純物層５
は従来と同様にトランファゲート電極９と重なっていな
いため、光変換部１の信号電荷を残さず電送することも
可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子に関し、特
に電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いた固体撮像素子に関す
る。
に電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いた固体撮像素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の固体撮像素子、例えばＣＣ
Ｄラインセンサの光電変換部の断面図である。同図にお
いて３はＰ型シリコン基板、４はＮ型不純物層、５はＮ
+ 型不純物層、６はＰ+ 型不純物層、８は絶縁膜、９は
トランスファゲート電極、１０はＣＣＤレジスタ電極で
ある。Ｎ+ 型不純物層５とＰ+ 型不純物層６とその周囲
Ｐ型シリコン基板３で光変換部１を構成し、Ｎ型不純物
層４とトランスファゲート電極９とＣＣＤレジスタ電極
１０で電荷転送部（電荷結合部）２を構成している。
Ｄラインセンサの光電変換部の断面図である。同図にお
いて３はＰ型シリコン基板、４はＮ型不純物層、５はＮ
+ 型不純物層、６はＰ+ 型不純物層、８は絶縁膜、９は
トランスファゲート電極、１０はＣＣＤレジスタ電極で
ある。Ｎ+ 型不純物層５とＰ+ 型不純物層６とその周囲
Ｐ型シリコン基板３で光変換部１を構成し、Ｎ型不純物
層４とトランスファゲート電極９とＣＣＤレジスタ電極
１０で電荷転送部（電荷結合部）２を構成している。
【０００３】図４は図３の素子の製造工程を示す断面図
である。
である。
【０００４】まず、図４（Ａ）のように、Ｐ型シリコン
基板３の表面にＮ型不純物層４をドーズ量１．６×１０
12ｃｍ-2のリンイオン注入により深さ０．８μｍに形成
する。
基板３の表面にＮ型不純物層４をドーズ量１．６×１０
12ｃｍ-2のリンイオン注入により深さ０．８μｍに形成
する。
【０００５】次に図４（Ｂ）のように、絶縁膜８、ＣＣ
Ｄ電極９、トランスファゲート電極１０を形成する。
Ｄ電極９、トランスファゲート電極１０を形成する。
【０００６】次に図４（Ｃ）のように、Ｎ+ 型不純物層
５を加速電圧３００ｋｅＶ、ドーズ量２．６×１０12ｃ
ｍ-2のリンイオン注入により深さ０．５μｍに形成す
る。
５を加速電圧３００ｋｅＶ、ドーズ量２．６×１０12ｃ
ｍ-2のリンイオン注入により深さ０．５μｍに形成す
る。
【０００７】以下、Ｐ+ 型不純物層６を形成することで
図３の構成を得ることができる。
図３の構成を得ることができる。
【０００８】図５は図３のＣＣＤラインセンサの動作を
説明するためのポテンシャル図５（Ａ）とタイミング図
５（Ｂ）である。ｔ＝ｔ1 のとき、φ1 ＝φ2 ＝０であ
り、Ｎ+ 型不純物層５およびその周囲の空乏層内に入射
した光は、ここで光電変換されて信号電荷Ｑとなり、光
電変換部１に蓄積される。このときトランスファゲート
電極９直下のポテンシャルは光変換部１のポテンシャル
よりも小さい。
説明するためのポテンシャル図５（Ａ）とタイミング図
５（Ｂ）である。ｔ＝ｔ1 のとき、φ1 ＝φ2 ＝０であ
り、Ｎ+ 型不純物層５およびその周囲の空乏層内に入射
した光は、ここで光電変換されて信号電荷Ｑとなり、光
電変換部１に蓄積される。このときトランスファゲート
電極９直下のポテンシャルは光変換部１のポテンシャル
よりも小さい。
【０００９】ｔ＝ｔ2 のとき、φ1 ＝Ｖ0 ，φ2 ＝０と
なり、トランスファゲート電極９直下のポテンシャルは
光電変換部１のポテンシャルよりも大きくなり、光電変
換部１に蓄積されていた信号電荷Ｑはトランスファゲー
ト電極９の直下を通ってＣＣＤレジスタ電極１０直下へ
送り込まれる。
なり、トランスファゲート電極９直下のポテンシャルは
光電変換部１のポテンシャルよりも大きくなり、光電変
換部１に蓄積されていた信号電荷Ｑはトランスファゲー
ト電極９の直下を通ってＣＣＤレジスタ電極１０直下へ
送り込まれる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の構造
は、トランファゲート電極９とＮ+ 型不純物層５とが重
なる領域、すなわち電荷が常に蓄積される領域をなくし
ているので、信号電荷の読み残しがなく残像特性が優れ
ている。しかしこの構造はＮ+ 型不純物層５を電極形成
後に熱拡散によらずイオン注入のみにより形成している
ので、深さは０．５μｍ程度であり、この不純物層より
深い位置に到達した入射光による電変換電荷を信号電荷
として捕えることが困難になり、感度の劣化を招くとい
う問題点があった。
は、トランファゲート電極９とＮ+ 型不純物層５とが重
なる領域、すなわち電荷が常に蓄積される領域をなくし
ているので、信号電荷の読み残しがなく残像特性が優れ
ている。しかしこの構造はＮ+ 型不純物層５を電極形成
後に熱拡散によらずイオン注入のみにより形成している
ので、深さは０．５μｍ程度であり、この不純物層より
深い位置に到達した入射光による電変換電荷を信号電荷
として捕えることが困難になり、感度の劣化を招くとい
う問題点があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、半導体基板上に形成した光変換部と、この光変換部
とトランスファゲート電極を介して結合される電荷転送
部とを備える固体撮像素子において、光変換部が電荷転
送部の半導体表面に形成した第一の不純物層と、トラン
スファゲート電極と自己整合的に形成した第一の不純物
層と同一の導電型を有する第二の不純物層とを備えてい
る。
は、半導体基板上に形成した光変換部と、この光変換部
とトランスファゲート電極を介して結合される電荷転送
部とを備える固体撮像素子において、光変換部が電荷転
送部の半導体表面に形成した第一の不純物層と、トラン
スファゲート電極と自己整合的に形成した第一の不純物
層と同一の導電型を有する第二の不純物層とを備えてい
る。
【００１２】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１３】図１は本発明の一実施例の断面図である。
同図において、１は光電変換部であり、ここではＰ型シ
リコン基板３にＮ型不純物層４とＮ+ 型不純物層５とを
形成している。このＮ+ 型不純物層５の表面部にはＰ+
型不純物層６を形成している。
同図において、１は光電変換部であり、ここではＰ型シ
リコン基板３にＮ型不純物層４とＮ+ 型不純物層５とを
形成している。このＮ+ 型不純物層５の表面部にはＰ+
型不純物層６を形成している。
【００１４】一方、Ｎ+ 型不純物層５と隣接する位置に
は、電荷転送部（電荷結合部）２が構成され、前記Ｐ型
シリコン基板３に埋込みチャネルＣＣＤ部としてのＮ型
不純物層４とＮ- 型不純物層７を形成している。そして
Ｐ型シリコン基板３の表面に絶縁膜８を形成し、この上
にトランスファゲート電極９とＣＣＤレジスタ電極１０
を形成している。
は、電荷転送部（電荷結合部）２が構成され、前記Ｐ型
シリコン基板３に埋込みチャネルＣＣＤ部としてのＮ型
不純物層４とＮ- 型不純物層７を形成している。そして
Ｐ型シリコン基板３の表面に絶縁膜８を形成し、この上
にトランスファゲート電極９とＣＣＤレジスタ電極１０
を形成している。
【００１５】図２は図１の素子の製造工程を示す断面図
である。
である。
【００１６】まず、図２（Ａ）のようにＰ型シリコン基
板３の表面にＮ型不純物層４をドーズ量１．６×１０12
ｃｍ-2のリンイオン注入により深さ０．８μｍに形成す
る。
板３の表面にＮ型不純物層４をドーズ量１．６×１０12
ｃｍ-2のリンイオン注入により深さ０．８μｍに形成す
る。
【００１７】次に、図２（Ｂ）のように、絶縁膜８、Ｃ
ＣＤレジスタ電極１０を形成した後、Ｎ- 型不純物層７
をドーズ量４．８×１０11ｃｍ-2のボロンイオン注入に
より深さ０．１μｍに形成する。このＮ- 型不純物層７
はトランスファゲート電極９下のポテンシャルをＣＣＤ
レジスタ電極１０下のポテンシャルよりも小さくするた
めに形成する。
ＣＤレジスタ電極１０を形成した後、Ｎ- 型不純物層７
をドーズ量４．８×１０11ｃｍ-2のボロンイオン注入に
より深さ０．１μｍに形成する。このＮ- 型不純物層７
はトランスファゲート電極９下のポテンシャルをＣＣＤ
レジスタ電極１０下のポテンシャルよりも小さくするた
めに形成する。
【００１８】次に図２（Ｃ）のように、絶縁膜８、トラ
ンファゲート電極９を形成した後、Ｎ+ 型不純物層５を
ドーズ量１．２×１０12ｃｍ-2のリンイオン注入により
深さ０．３μｍに形成する。
ンファゲート電極９を形成した後、Ｎ+ 型不純物層５を
ドーズ量１．２×１０12ｃｍ-2のリンイオン注入により
深さ０．３μｍに形成する。
【００１９】以下、Ｐ+ 型不純物層６を形成することで
図１の構成を得ることができる。
図１の構成を得ることができる。
【００２０】この構成によれば、光電変換動作および電
荷転送動作は図５に示した従来例の場合と同じである
が、ここでは光電変換部１を構成するＮ型不純物層４を
深く形成しているので、深い位置に到達した入射光によ
る光電変換電荷を信号電荷として捕えることが可能とな
る。したがって従来と比較して分光感度特性が向上す
る。また、従来と同様にトランスファゲート電極９とＮ
+ 型不純物層５とが重なる領域をなくしているので、信
号電荷を読み残すことなく転送することもできる。
荷転送動作は図５に示した従来例の場合と同じである
が、ここでは光電変換部１を構成するＮ型不純物層４を
深く形成しているので、深い位置に到達した入射光によ
る光電変換電荷を信号電荷として捕えることが可能とな
る。したがって従来と比較して分光感度特性が向上す
る。また、従来と同様にトランスファゲート電極９とＮ
+ 型不純物層５とが重なる領域をなくしているので、信
号電荷を読み残すことなく転送することもできる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光電変換
部を構成する不純物層を基板内深くに形成しているの
で、基板内深くで光電変換される入射光ついても信号電
荷とすることができる。これにより、波長６５０ｎｍの
入射光（赤色）に対する感度が２０％向上し、所要の残
像特性を保ちながら、感度特性を向上させるという効果
がある。
部を構成する不純物層を基板内深くに形成しているの
で、基板内深くで光電変換される入射光ついても信号電
荷とすることができる。これにより、波長６５０ｎｍの
入射光（赤色）に対する感度が２０％向上し、所要の残
像特性を保ちながら、感度特性を向上させるという効果
がある。
【図１】本発明の一実施例の断面図。
【図２】図１の構造を製造する工程の一部を示す断面
図。
図。
【図３】従来の固体撮像素子の断面図。
【図４】図３の構造を製造する工程の一部を示す断面
図。
図。
【図５】ＣＣＤの動作を説明するためのポテンシャル
図。
図。
１ 光電変換部 ２ 電荷転送部 ３ Ｐ型シリコン基板 ４ Ｎ型不純物層 ５ Ｎ+ 型不純物層 ６ Ｐ+ 型不純物層 ７ Ｎ- 型不純物層 ８ 絶縁膜 ９ トランファゲート電極 １０ ＣＣＤレジスタ電極
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上に形成した光電変換部と、
前記光電変換部とトランスファゲート電極を介して結合
される電荷転送部とを備える固体撮像素子において、前
記光電変換部は、前記電荷転送部の半導体表面に形成し
た第一の不純物層と、前記トランジスファゲート電極と
自己整合的に形成した、第一の不純物層と同一の導電型
を有する第二の不純物層とを備えていることを特徴とす
る固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162345A JPH065838A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4162345A JPH065838A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH065838A true JPH065838A (ja) | 1994-01-14 |
Family
ID=15752795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4162345A Withdrawn JPH065838A (ja) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH065838A (ja) |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP4162345A patent/JPH065838A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990831 |