JPH0661468A - Ccdイメージセンサとその製造方法 - Google Patents

Ccdイメージセンサとその製造方法

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JPH0661468A
JPH0661468A JP5139411A JP13941193A JPH0661468A JP H0661468 A JPH0661468 A JP H0661468A JP 5139411 A JP5139411 A JP 5139411A JP 13941193 A JP13941193 A JP 13941193A JP H0661468 A JPH0661468 A JP H0661468A
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JP
Japan
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vertical
light
image sensor
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ccd image
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Pending
Application number
JP5139411A
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English (en)
Inventor
Koichi Masuda
浩一 増田
Yasushi Aida
康史 相田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0661468A publication Critical patent/JPH0661468A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 CCDイメージセンサにおいて、垂直画素間
分離部で光電変換により発生した電荷の垂直転送レジス
タへの混入を防止し、スミアの低減を図り、更には感度
の向上を図る。 【構成】 垂直画素間分離部15と垂直転送レジスタ1
3との間に光電荷の流れに対して電位障壁となるスミア
防止領域17を設ける。また、垂直画素間分離部15上
には遮光膜11を形成しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCDイメージセン
サ、特に画素を成す受光素子をマトリック状に配置し、
各受光素子の信号電荷を受光素子の各垂直列に対応して
設けられた垂直転送レジスタに読み出し、該垂直転送レ
ジスタによって垂直方向に転送し、水平転送レジスタに
よって水平方向に転送して出力するCCDイメージセン
サと、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CCDイメージセンサは、一般に、画素
を成す受光素子をマトリック状に配置し、各受光素子の
信号電荷を受光素子の各垂直列に対応して設けられた垂
直転送レジスタに読み出し、該垂直転送レジスタによっ
て垂直方向に転送し、水平転送レジスタによって水平方
向に転送して出力するようにしてなるものであり、図6
はCCDイメージセンサの従来例の上部を示す斜視図、
図7は同じく平面図である。
【0003】図面において、1は半導体(ここでは詳し
く説明しないがn型半導体基板2の表面部にp- 型のウ
エル3を形成し、該ウエル3の表面部に画素となるn型
の受光素子4、4、…や後述する垂直転送レジスタ5等
が形成されている)、6は半導体1の表面に形成された
ゲート絶縁膜である。
【0004】7は第1層目のポリシリコン膜(1Pol
y)からなる垂直転送電極、8は層間絶縁膜、9は第2
層目のポリシリコン膜(2Poly)からなる垂直転送
電極、10は層間絶縁膜、11は例えばアルミニウムか
らなる遮光膜であり、従来はマトリックス状に配置され
た受光素子(画素)4、4、…以外の部分を覆ってい
た。具体的には、各垂直転送レジスタ上及び各垂直画素
間分離領域上を遮光膜11で覆っていた。13は垂直転
送レジスタで、マトリック状に配置された画素4、4、
…の各垂直列に対応して設けられ、各画素4、4、…か
ら読み出された信号電荷を垂直方向に転送する。14は
水平画素間分離領域であり、15は垂直画素間分離部で
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、CCDイメ
ージセンサは、従来、受光部においては受光素子4、
4、…以外の部分が遮光膜11によって覆われており、
受光素子4、4、…以外の部分にできるだけ光が入らな
いようにされていた。これはスミアを防止するためであ
る。しかしながら、図8に示すように、半導体1表面に
斜めに入射する光には受光素子4の表面に入射した後も
直進し、垂直画素間分離部15内に入ってそこで光電変
換をして信号電荷となるものがある。即ち、半導体1表
面と遮光膜11との間の層間膜6に入り込んだ光の一部
は垂直画素間分離部15内まで入り込むのであり、そし
て垂直画素間分離部15内で光電変換して電子となる。
【0006】このような電子は、電界及び拡散によって
垂直画素間分離部15から直接垂直転送レジスタ13へ
入り込むと該垂直転送レジスタ13により転送されてい
る信号電荷に混入してスミアになる虞れがある。という
のは、従来のCCDイメージセンサにおいては、図7に
示すように、垂直画素間分離部15から直接垂直転送レ
ジスタ13に向う電子の流れを阻む手段が特に設けられ
ておらず、そのため、図6のA−B部におけるポテンシ
ャルプロフィールが、図8に示すように、垂直画素間分
離部15で発生した電子の垂直転送レジスタ1への直接
の流れ込みを阻む障壁の全くない形になっていたからで
ある。
【0007】また、従来のCCDイメージセンサには、
遮光膜11が受光素子4、4、…を除く領域上に形成さ
れていたが故に感度低下が生じるという問題もあった。
なぜならば、従来のCCDイメージセンサは、垂直画素
間分離領域14の上面部に入射した光が図9(図6の9
−9線視断面図)に示すようにすべて遮光膜11により
反射されてしまうからである。即ち、斜め方向の光は、
垂直画素間領域14上の絶縁膜10や転送電極9、7を
通って受光素子4に入り得る光であれば該受光素子4内
にて光電変換されて信号電荷になり得るものである。に
も拘らず、垂直画素間分離領域14上にも遮光膜11が
あるために、かかる光がその遮光膜11により反射され
てしまい光電変換されて信号電荷になる可能性が全くな
くなるのである。尚、図9において、遮光膜11の設け
られているところと設けられていないところの区別を明
確にするために、遮光膜11の表面には縦横のラインか
らなる格子状のハッチングを施した。
【0008】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、垂直画素間分離部で光電変換により
発生した電荷の垂直転送レジスタへの混入を防止し、ス
ミアの低減を図ることを目的とし、更には、遮光膜によ
って感度低下が生じるのを防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1のCCDイメー
ジセンサは、垂直画素間分離部と垂直転送レジスタとの
間にスミア防止領域を設けることを特徴とする。請求項
2のCCDイメージセンサの製造方法は、スミア防止領
域を水平画素間分離領域と同時に形成することを特徴と
する。請求項3のイメージセンサは、スミア防止用の遮
光膜を撮像領域内において垂直転送レジスタ上にのみ形
成し、垂直画素間分離領域上には設けないようにしたこ
とを特徴とする。
【0010】
【作用】請求項1のCCDイメージセンサによれば、垂
直画素間分離部と垂直転送レジスタとの間にスミア防止
領域を設けたので、これが電位障壁となって垂直画素間
分離部で発生した電荷がスミア防止領域に入り込むのを
阻むことができる。従って、スミアの低減を図ることが
できる。
【0011】請求項2のCCDイメージセンサの製造方
法によれば、スミア防止領域を水平画素間分離領域と同
時に形成するので、スミア防止領域を形成するためだけ
の特別の工程を設ける必要がない。従って、工程数の増
加を伴うことなくスミアの低減を図ることができる。請
求項3のCCDイメージセンサによれば、垂直画素間分
離領域上には遮光膜がないので、そこに入射した光が遮
光膜によって反射されて光電変換により信号電荷になる
可能性をなくすということがなくなる。従って、感度の
向上を図ることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明CCDイメージセンサとその製
造方法を図示実施例に従って詳細に説明する。図1
(A)、(B)は本発明CCDイメージセンサの一つの
実施例の要部を示すもので、(A)は平面図、(B)は
(A)のB−B線視拡大断面図である。尚、本CCDイ
メージセンサは図6,図7に示した従来のCCDイメー
ジセンサとはスミア防止領域を有するという点で相違す
るが、それ以外の点では共通し、共通する点については
略説明済みなので詳細な説明を省略し、相違する点につ
いてのみ詳細に説明する。また、全図を通して同一部分
には同じ符号を使用した。
【0013】2は半導体基板、3は該半導体基板2の表
面部に形成されたp- 型ウエル、16はウエル3の表面
に形成された各受光素子4、4、…間を分離するp型画
素分離領域、13はn型の垂直転送レジスタ、14は該
垂直転送レジスタ13の一方の側に並設されたp+ 型水
平画素間分離領域である。
【0014】17は各垂直画素間分離部15の垂直転送
レジスタ13と接する部分に設けられたp+ 型スミア防
止領域で、イメージセンサの画素に斜めに入射した光が
垂直画素間分離部15内で光電変換されることにより発
生した電子の垂直転送レジスタ13への侵入を防止する
役割を果す。本CCDイメージセンサの特徴は、各垂直
画素間分離部15の垂直転送レジスタ13と接する部分
にp+ 型スミア防止領域17が設けられていることにあ
る。
【0015】本CCDイメージセンサによれば、各垂直
画素間分離部15の垂直転送レジスタ13と接する部分
にp+ 型スミア防止領域17があるので、垂直画素間分
離部15におけるポテンシャルプロフィールが図2に示
すようにスミア防止領域17による電位障壁が生じた形
になる。従って、垂直画素間分離部15において光電変
換により生じ直接垂直転送レジスタ13に向う電子のそ
の流れをその電位障壁によって阻むことができ、垂直画
素間分離部15内の電子が垂直転送レジスタ13に直接
入り、該レジスタ13によって転送される信号に混入す
ることを防止できる。依って、スミアの低減を図ること
ができる。
【0016】図3(A)、(B)は図1に示したCCD
イメージセンサの製造方法の一例を工程順に示す断面図
である。 (A)n型半導体基板1上のp- 型ウエル2の表面にn
型の転送レジスタ(ベリットチャンネル)13を形成
し、p型画素分離領域16を(読み出しゲート部と同時
に)形成する。図3(A)は該p型画素分離領域16の
形成後の状態を示す。 尚、転送レジスタ13と画素間
分離領域16との形成順序は逆でも良い。 (B)次に、図3(B)に示すように、p+ 型水平画素
間分離領域14とスミア防止領域17とを同時に形成す
る。
【0017】このようなCCDイメージセンサの製造方
法によれば、スミア防止領域を水平画素間分離領域と同
時に形成するので、スミア防止領域を形成するためだけ
の特別の工程を設ける必要がない。従って、工程数の増
加を伴うことなくスミアの低減を図ることができる。勿
論、p+ 型水平画素間分離領域14とp+ 型スミア防止
領域17とは別の工程で作るようにしても良いことはい
うまでもない。このようにした場合には製造工程が増え
るが水平画素間分離領域14とスミア防止領域17の不
純物濃度を異ならせることができ、それぞれ各領域1
4、17の不純物濃度をその領域として最も妥当な値に
できる。
【0018】図4(A)、(B)は本発明CCDイメー
ジセンサーの他の実施例を示すもので、(A)は上部を
示す斜視図、(B)は半導体基板表面部の平面図であ
る。本実施例は、図1に示した実施例とは、垂直転送レ
ジスタ13上には遮光膜11が形成されていない点と、
スミア防止領域17のパターンにおいて相違するが、そ
れ以外の点では全く同じであり、相違する点についての
み説明する。尚、図4において、遮光膜11の設けられ
ているところと設けられていないところの区別を明確に
するために、遮光膜11の表面には縦横のラインからな
る格子状のハッチングを施した。
【0019】CCDイメージセンサは、図6、図7に示
す従来のものにおいても図1に示す実施例においても、
撮像領域においては受光素子4を除く全領域上に遮光膜
11が形成されていた。換言すれば、垂直転送レジスタ
13上のみならず垂直画素間分離領域15上にも遮光膜
11が形成されていた。従って、垂直画素間分離領域1
5の上部に入射した光は遮光膜11に反射され、光電変
換されて信号電荷になることはなかった。
【0020】そこで、本CCDイメージセンサにおいて
は、各垂直画素間分離領域15の各垂直転送レジスタ1
3と接する部分にスミア防止領域17を設けてスミアを
防止するとともに、垂直画素間分離領域15上において
遮光膜11を除去し、垂直画素間分離領域15に入射し
た光も光電変換されて信号電荷となり図4(B)に示す
ように受光素子4から垂直転送レジスタ13に流れ込み
得るようにしている。
【0021】従って、このようなCCDイメージセンサ
によれば、垂直画素間分離領域15に入射した光も光電
変換されて信号電荷となり図4(B)に示すように受光
素子4から垂直転送レジスタ13に流れ込み得るので、
感度が向上する。勿論、垂直画素間分離領域15の垂直
転送レジスタ13と接する部分にはアクセプタイオンを
打込むことによってスミア防止領域17が形成されてい
るので、垂直画素間分離領域15に入射した光による電
荷が、該垂直画素間分離領域15から直接垂直転送レジ
スタ13に流れ込んでスミアとなる虞れはない。尚、垂
直画素間領域15で光電変換されて発生したスミア防止
領域17に流れ込もうとした信号電荷を有効に上下の受
光素子4、4内へ振り分けるために図4(B)に示すよ
うにスミア防止領域17の先端を三角形状にすると良
い。
【0022】
【発明の効果】請求項1のCCDイメージセンサは、垂
直画素間分離部と垂直転送レジスタとの間にスミア防止
領域を設けることを特徴とするものである。従って、請
求項1のCCDイメージセンサによれば、垂直画素間分
離部と垂直転送レジスタとの間にスミア防止領域を設け
たので、これが電位障壁となって垂直画素間分離部で発
生した電荷がスミア防止領域に入り込むのを阻むことが
できる。依って、スミアの低減を図ることができる。
【0023】請求項2のCCDイメージセンサの製造方
法は、スミア防止領域を水平画素間分離領域と同時に形
成することを特徴とするものである。従って、請求項2
のCCDイメージセンサの製造方法によれば、スミア防
止領域を水平画素間分離領域と同時に形成するので、ス
ミア防止領域を形成するためだけの特別の工程を設ける
必要がない。従って、工程数の増加を伴うことなくスミ
アの低減を図ることができる。
【0024】請求項3のイメージセンサは、スミア防止
用の遮光膜を撮像領域内において垂直転送レジスタ上に
のみ形成し、垂直画素間分離領域上には設けないように
したことを特徴とする。従って、請求項3のCCDイメ
ージセンサによれば、垂直画素間分離領域上には遮光膜
がないので、そこに入射した光が遮光膜によって反射さ
れて光電変換により信号電荷になる可能性をなくしてし
まうということがなくなる。従って、感度の向上を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は本発明CCDイメージセンサ
の一つの実施例を示すもので、(A)は要部を示す平面
図、(B)は(A)のB−B線視拡大断面図である。
【図2】図1のCCDイメージセンサの垂直画素間分離
部と垂直転送レジスタのポテンシャルプロフィール図で
ある。
【図3】(A)、(B)は図1のCCDイメージセンサ
の製造方法の一例を工程順に示す断面図である。
【図4】(A)、(B)は本発明CCDイメージセンサ
の他の実施例を示すもので、(A)は上部の斜視図、
(B)は平面図である。
【図5】上記他の実施例の効果を示す断面図である。
【図6】CCDイメージセンサの従来例の上部を示す斜
視図である。
【図7】CCDイメージセンサの上記従来例を示す平面
図である。
【図8】従来のCCDイメージセンサの一つの問題点を
示すところの垂直画素間分離部と垂直転送レジスタのポ
テンシャルプロフィール図である。
【図9】従来のCCDイメージセンサの他の問題点を示
す断面図である。
【符号の説明】
2 半導体基板 3 ウエル 4 受光素子(画素) 13 垂直転送レジスタ 14 水平画素間分離領域 15 垂直画素間分離部 17 スミア防止領域

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画素を成す受光素子をマトリック状に配
    置し、各受光素子の信号電荷を受光素子の各垂直列に対
    応して設けられた垂直転送レジスタに読み出し、該垂直
    転送レジスタによって垂直方向に転送し、水平転送レジ
    スタによって水平方向に転送して出力するCCDイメー
    ジセンサにおいて、 上記各垂直画素間分離部と上記各垂直転送レジスタとの
    間に光電荷の流れに対して電位障壁となるスミア防止領
    域を設けてなることを特徴とするCCDイメージセンサ
  2. 【請求項2】 スミア防止領域を画素間を水平方向に分
    離する水平画素間分離領域と同じ工程で形成することを
    特徴とする請求項1記載のCCDイメージセンサの製造
    方法
  3. 【請求項3】 画素を成す受光素子をマトリック状に配
    置し、各受光素子の信号電荷を受光素子の各垂直列に対
    応して設けられた垂直転送レジスタに読み出し、該垂直
    転送レジスタによって垂直方向に転送し、水平転送レジ
    スタによって水平方向に転送して出力するようにし表面
    にスミア防止用の遮光膜を有するCCDイメージセンサ
    において、 上記スミア防止用の遮光膜を撮像領域内において垂直転
    送レジスタ上方のみに形成してなることを特徴とするC
    CDイメージセンサ
JP5139411A 1992-06-13 1993-05-18 Ccdイメージセンサとその製造方法 Pending JPH0661468A (ja)

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JP4-179466 1992-06-13
JP17946692 1992-06-13
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JPH0661468A true JPH0661468A (ja) 1994-03-04

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JP (1) JPH0661468A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6002145A (en) * 1997-02-25 1999-12-14 Matsushita Electronics Corporation Solid-state imaging device
EP1405663B1 (en) * 2002-10-02 2010-07-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and device for gas purifying by combined use of plasma treatment and filtration

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US6002145A (en) * 1997-02-25 1999-12-14 Matsushita Electronics Corporation Solid-state imaging device
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