JPH0669089B2 - 電荷転送装置 - Google Patents
電荷転送装置Info
- Publication number
- JPH0669089B2 JPH0669089B2 JP58191668A JP19166883A JPH0669089B2 JP H0669089 B2 JPH0669089 B2 JP H0669089B2 JP 58191668 A JP58191668 A JP 58191668A JP 19166883 A JP19166883 A JP 19166883A JP H0669089 B2 JPH0669089 B2 JP H0669089B2
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- Japan
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- gate
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- photocharge
- conductivity type
- semiconductor substrate
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- Expired - Lifetime
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 2
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電荷転送装置に関するものである。
（従来例の構成とその問題点） 昨今、電荷転送機能を有するCCD（電荷結合素子）の開
発が進み、その応用としてCCDイメージセンサの開発が
活発に進められている。
発が進み、その応用としてCCDイメージセンサの開発が
活発に進められている。
第１図は、従来のCCD固体撮像装置の光電変換部近辺の
断面を示したものである。１は、基板２とは反対の導電
型を有し、光電変換及び蓄積作用をなす光電荷蓄積部で
ある。３は基板２と同じ導電型で、基板２よりも濃度の
高いチャンネルストッパであり、４は光電荷蓄積部１の
電位を決めるホトゲートであり、５は光電荷蓄積部１の
電荷をCCD部６に転送する役目をなし、かつ蓄積時間を
決定するシフトゲートであり、７はゲート酸化膜であ
る。
断面を示したものである。１は、基板２とは反対の導電
型を有し、光電変換及び蓄積作用をなす光電荷蓄積部で
ある。３は基板２と同じ導電型で、基板２よりも濃度の
高いチャンネルストッパであり、４は光電荷蓄積部１の
電位を決めるホトゲートであり、５は光電荷蓄積部１の
電荷をCCD部６に転送する役目をなし、かつ蓄積時間を
決定するシフトゲートであり、７はゲート酸化膜であ
る。
第２図は、第１図の構造のポテンシャルを示す。今、光
電荷蓄積部１及びホトゲート４の下の電荷８をCCD部６
へ転送するには、シフトゲート５にパルス電圧を印加し
て、第２図（ａ）の状態から（ｂ）の状態に移す。この
時の転送はBBD転送であり、シフトゲート５に印加する
パルス幅を充分に長く取っても、光電荷蓄積部１及びホ
トゲート４の下に蓄積された電荷の２％以上を取り残し
てしまう。結果として次の蓄積期間の信号と混合し、イ
メージセンサの場合は残像となる。
電荷蓄積部１及びホトゲート４の下の電荷８をCCD部６
へ転送するには、シフトゲート５にパルス電圧を印加し
て、第２図（ａ）の状態から（ｂ）の状態に移す。この
時の転送はBBD転送であり、シフトゲート５に印加する
パルス幅を充分に長く取っても、光電荷蓄積部１及びホ
トゲート４の下に蓄積された電荷の２％以上を取り残し
てしまう。結果として次の蓄積期間の信号と混合し、イ
メージセンサの場合は残像となる。
第３図は、以上の点を改良した従来例である。第１図の
ホトゲート４を分割して、バリヤゲート９と蓄積ゲート
10にしている。バリヤゲート９は光電荷蓄積部１の電位
を決めるゲートである。蓄積ゲート10は光電荷蓄積部１
で光電変換した電荷を蓄積時間内に蓄積するゲートであ
り、バリヤゲート９よりポテンシャルが深くなるような
電位を与えておく必要がある。
ホトゲート４を分割して、バリヤゲート９と蓄積ゲート
10にしている。バリヤゲート９は光電荷蓄積部１の電位
を決めるゲートである。蓄積ゲート10は光電荷蓄積部１
で光電変換した電荷を蓄積時間内に蓄積するゲートであ
り、バリヤゲート９よりポテンシャルが深くなるような
電位を与えておく必要がある。
第４図は第３図の構造のポテンシャルを示す。第３図の
構造では、光電荷蓄積部１で光電変換した電荷は直ち
に、蓄積ゲート下に移動し、蓄積時間中、電荷の移動が
行なわれ、電荷の取残しは0.5％以下となる。また蓄積
ゲート10の下の電荷８をCCD部６へ転送するには、シフ
トゲート５にパルス電圧を印加して、第４図（ａ）の状
態から（ｂ）の状態に移す。この転送は、CCD転送であ
り、電荷の取り残しは0.1％以下であり、結果として光
電荷蓄積部１からCCD部６への転送の際の電荷の取り残
しは0.6％以下となる。しかしながら第３図の構造のも
のでは、バリヤゲート９及び蓄積ゲート10にそれぞれ別
々の電圧を与えなければならず、電圧の設定及び供給方
法に種々の問題点があった。
構造では、光電荷蓄積部１で光電変換した電荷は直ち
に、蓄積ゲート下に移動し、蓄積時間中、電荷の移動が
行なわれ、電荷の取残しは0.5％以下となる。また蓄積
ゲート10の下の電荷８をCCD部６へ転送するには、シフ
トゲート５にパルス電圧を印加して、第４図（ａ）の状
態から（ｂ）の状態に移す。この転送は、CCD転送であ
り、電荷の取り残しは0.1％以下であり、結果として光
電荷蓄積部１からCCD部６への転送の際の電荷の取り残
しは0.6％以下となる。しかしながら第３図の構造のも
のでは、バリヤゲート９及び蓄積ゲート10にそれぞれ別
々の電圧を与えなければならず、電圧の設定及び供給方
法に種々の問題点があった。
（発明の目的） 本発明は、上記欠点に鑑み、転送効率を上げ、取り残し
電荷を少なくすることのできる電荷転送装置を提供する
ものである。
電荷を少なくすることのできる電荷転送装置を提供する
ものである。
（発明の構成） この目的を達成するために、本発明の電荷転送装置は、
一導電型を有する半導体基板の表面に、半導体基板とは
反対の導電型を有する光電荷蓄積部が形成されており、
その光電荷蓄積部に隣接した領域の上部に絶縁膜を介し
てバリアゲートを、また光電荷蓄積部とは反対側にバリ
アゲートと隣接して前記絶縁膜の上部に蓄積ゲート備
え、前記バリアゲート及び蓄積ゲート直下の半導体基板
内に、半導体基板とは反対導電型で、かつ蓄積ゲート側
で不純物高濃度の領域を有する構成となっている。
一導電型を有する半導体基板の表面に、半導体基板とは
反対の導電型を有する光電荷蓄積部が形成されており、
その光電荷蓄積部に隣接した領域の上部に絶縁膜を介し
てバリアゲートを、また光電荷蓄積部とは反対側にバリ
アゲートと隣接して前記絶縁膜の上部に蓄積ゲート備
え、前記バリアゲート及び蓄積ゲート直下の半導体基板
内に、半導体基板とは反対導電型で、かつ蓄積ゲート側
で不純物高濃度の領域を有する構成となっている。
（実施例の説明） 以下、実施例について、図面を参照しながら説明する。
第５図は、本発明の一実施例におけるCCD固体撮像装置
の光電変換部近辺の断面を示したものである。１は光電
荷蓄積部で、基板２とは反対の導電型を有する領域であ
る。３は基板２と同じ導電型で、基板２よりも濃度の高
いチャンネルストッパ領域であり、９は光電荷蓄積部１
の電位を決定するバリヤゲートであり、11は基板とは反
対の導電型を有するウエル領域である。10は光電荷蓄積
部１で発生した電荷を蓄積する蓄積ゲートであり、12は
基板とは反対の導電型を有し、不純物濃度がウエル領域
11よりも高いウエル領域である。光電荷蓄積部１と蓄積
ゲート10とは内部で接続されており、更にそれらは基板
２に接続されている。５は蓄積ゲート10の下に蓄積され
ている電荷をCCD部６に転送する役目をなし、かつ蓄積
時間を決定するシフトゲートであり、７はゲート酸化膜
である。第６図は第５図の構造のポテンシャルを示す。
の光電変換部近辺の断面を示したものである。１は光電
荷蓄積部で、基板２とは反対の導電型を有する領域であ
る。３は基板２と同じ導電型で、基板２よりも濃度の高
いチャンネルストッパ領域であり、９は光電荷蓄積部１
の電位を決定するバリヤゲートであり、11は基板とは反
対の導電型を有するウエル領域である。10は光電荷蓄積
部１で発生した電荷を蓄積する蓄積ゲートであり、12は
基板とは反対の導電型を有し、不純物濃度がウエル領域
11よりも高いウエル領域である。光電荷蓄積部１と蓄積
ゲート10とは内部で接続されており、更にそれらは基板
２に接続されている。５は蓄積ゲート10の下に蓄積され
ている電荷をCCD部６に転送する役目をなし、かつ蓄積
時間を決定するシフトゲートであり、７はゲート酸化膜
である。第６図は第５図の構造のポテンシャルを示す。
第５図において、光電荷蓄積部１に光照射された場合こ
の領域で光電変換された電荷は、シフトゲート５にパル
ス電圧を印加されていない状態（第６図（ａ））におい
てバリヤゲート９の下の領域11と蓄積ゲート10の下の領
域12の濃度差により、ポテンシャルに差がついた結果、
蓄積ゲート10の下に移動する。電荷のこの移動は蓄積期
間中おこなわれ、電荷の取り残しは0.5％以下となる。
また、蓄積ゲート10からCCD部６への転送は埋込みチャ
ンネルCCDモードであり、この転送による電荷の取り残
しは0.002％以下となり、結果として残像特性の良い固
体撮像装置が得られる。
の領域で光電変換された電荷は、シフトゲート５にパル
ス電圧を印加されていない状態（第６図（ａ））におい
てバリヤゲート９の下の領域11と蓄積ゲート10の下の領
域12の濃度差により、ポテンシャルに差がついた結果、
蓄積ゲート10の下に移動する。電荷のこの移動は蓄積期
間中おこなわれ、電荷の取り残しは0.5％以下となる。
また、蓄積ゲート10からCCD部６への転送は埋込みチャ
ンネルCCDモードであり、この転送による電荷の取り残
しは0.002％以下となり、結果として残像特性の良い固
体撮像装置が得られる。
（発明の効果） 以上のように、本発明は、光電荷蓄積部に隣接する２段
ゲート下に埋込みチャンネルを設けることにより、一蓄
積期間内の電荷転送効率を大幅に向上することができ
る。
ゲート下に埋込みチャンネルを設けることにより、一蓄
積期間内の電荷転送効率を大幅に向上することができ
る。
第１図及び第３図は、それぞれ従来のCCD固体撮像装置
の光電変換部近辺の断面図、第２図及び第４図は、それ
ぞれ第１図、第３図の各構造におけるポテンシャルを示
す図であり、（ａ）は蓄積期間、（ｂ）は転送期間の状
態を示す。第５図は、本発明の一実施例におけるCCD固
体撮像装置の光電変換部近辺の断面図、第６図は、第５
図の構造におけるポテンシャルを示す図で、（ａ）は蓄
積期間、（ｂ）は転送期間の状態を示す。 １……光電荷蓄積部、２……基板、 ５……シフトゲート、６……CCD部、 ９……バリアゲート、10……蓄積ゲート、 11,12……ウエル領域。
の光電変換部近辺の断面図、第２図及び第４図は、それ
ぞれ第１図、第３図の各構造におけるポテンシャルを示
す図であり、（ａ）は蓄積期間、（ｂ）は転送期間の状
態を示す。第５図は、本発明の一実施例におけるCCD固
体撮像装置の光電変換部近辺の断面図、第６図は、第５
図の構造におけるポテンシャルを示す図で、（ａ）は蓄
積期間、（ｂ）は転送期間の状態を示す。 １……光電荷蓄積部、２……基板、 ５……シフトゲート、６……CCD部、 ９……バリアゲート、10……蓄積ゲート、 11,12……ウエル領域。
Claims (1)
- 【請求項１】一導電型を有する半導体基板の表面に、前
記半導体基板とは反対の導電型を有する光電荷蓄積部が
形成され、前記光電荷蓄積部に隣接した領域の上部に絶
縁膜を介して、バリアゲートを形成し、前記光電荷蓄積
部とは反対側に前記バリアゲートと隣接して前記絶縁膜
の上部に蓄積ゲートを備え、前記バリアゲート及び前記
蓄積ゲート直下の前記半導体基板内に、前記半導体基板
とは反対導電型で、かつ前記蓄積ゲート側で不純物高濃
度の領域を有することを特徴とする電荷転送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191668A JPH0669089B2 (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 電荷転送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58191668A JPH0669089B2 (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 電荷転送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6084868A JPS6084868A (ja) | 1985-05-14 |
| JPH0669089B2 true JPH0669089B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=16278465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58191668A Expired - Lifetime JPH0669089B2 (ja) | 1983-10-15 | 1983-10-15 | 電荷転送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669089B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2656158B1 (fr) * | 1989-12-19 | 1992-02-28 | Thomson Composants Militaires | Photosenseur hybride. |
| KR100364792B1 (ko) * | 1999-11-03 | 2002-12-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 고체촬상소자 |
| JP5452511B2 (ja) | 2011-01-14 | 2014-03-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP5680979B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2015-03-04 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP6818075B2 (ja) * | 2019-04-08 | 2021-01-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS558007A (en) * | 1978-06-30 | 1980-01-21 | Toshiba Corp | Electric charge transferring device |
| JPS5698865A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-08 | Nec Corp | Charge coupled device |
| DD226744A3 (de) * | 1983-08-03 | 1985-08-28 | Werk Fernsehelektronik Veb | Sensor fuer ladungsgekoppelte halbleiterabbildungsvorrichtungen |
-
1983
- 1983-10-15 JP JP58191668A patent/JPH0669089B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6084868A (ja) | 1985-05-14 |
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