JPH0689997A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0689997A JPH0689997A JP4265397A JP26539792A JPH0689997A JP H0689997 A JPH0689997 A JP H0689997A JP 4265397 A JP4265397 A JP 4265397A JP 26539792 A JP26539792 A JP 26539792A JP H0689997 A JPH0689997 A JP H0689997A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 センサ部へのイオン注入に伴うオーバーフロ
ーコントロールゲートでのディップの発生を防止し、オ
ーバーフロー量の制御を容易に行い得るようにした固体
撮像装置を提供する。 【構成】 センサ部２がＨＡＤセンサ構造の固体撮像装
置において、センサ部２及びオーバーフローコントロー
ルゲート４をイオン注入によって形成する際に、基板表
面にセンサ部２上の膜厚ｔ1 よりもオーバーフローコン
トロールゲート４上の膜厚ｔ2 が厚くなるように酸化膜
２１を形成しておき、この酸化膜２１を介してＮ+ 型不
純物をイオン注入することにより、注入されるイオンの
実効量を変え、オーバーフローコントロールゲート４の
ポテンシャルバリアを形成する。
ーコントロールゲートでのディップの発生を防止し、オ
ーバーフロー量の制御を容易に行い得るようにした固体
撮像装置を提供する。 【構成】 センサ部２がＨＡＤセンサ構造の固体撮像装
置において、センサ部２及びオーバーフローコントロー
ルゲート４をイオン注入によって形成する際に、基板表
面にセンサ部２上の膜厚ｔ1 よりもオーバーフローコン
トロールゲート４上の膜厚ｔ2 が厚くなるように酸化膜
２１を形成しておき、この酸化膜２１を介してＮ+ 型不
純物をイオン注入することにより、注入されるイオンの
実効量を変え、オーバーフローコントロールゲート４の
ポテンシャルバリアを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に関し、
特に、いわゆる横型オーバーフロードレイン構造を有す
る固体撮像装置に関する。
特に、いわゆる横型オーバーフロードレイン構造を有す
る固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の固体撮像装置の従来例を図８に
示す。図８において、Ｎ型シリコン基板１６上にＰ型不
純物（Ｐウェル）１７が形成されており、センサ部２
は、Ｎ+ 型不純物領域からなる電荷蓄積層１３上にＰ+
型不純物領域からなる正孔蓄積層１２が積層されたいわ
ゆるＨＡＤ(Holl Accumulation Diode) センサ構造とな
っている。このセンサ部２に隣接してＮ型不純物領域か
らなるオーバーフローコントロールゲート（ＯＦＣＧ）
４が、さらにＮ+ 不純物領域からなるオーバーフロード
レイン（ＯＦＤ）８がそれぞれ形成されている。
示す。図８において、Ｎ型シリコン基板１６上にＰ型不
純物（Ｐウェル）１７が形成されており、センサ部２
は、Ｎ+ 型不純物領域からなる電荷蓄積層１３上にＰ+
型不純物領域からなる正孔蓄積層１２が積層されたいわ
ゆるＨＡＤ(Holl Accumulation Diode) センサ構造とな
っている。このセンサ部２に隣接してＮ型不純物領域か
らなるオーバーフローコントロールゲート（ＯＦＣＧ）
４が、さらにＮ+ 不純物領域からなるオーバーフロード
レイン（ＯＦＤ）８がそれぞれ形成されている。
【０００３】このオーバーフローコントロールゲート４
上には、絶縁層（図示せず）を介してポリシリコンから
なるゲート電極１５が配されており、このゲート電極１
５に対し、所定の直流電圧ＶG を印加することにより、
ポテンシャルバリアが形成される。そして、センサ部２
に光電変換によって電荷が蓄積されると、その蓄積電荷
のうち、オーバーフローコントロールゲート４のポテン
シャルバリアを越えた分だけオーバーフロードレイン８
に流れ出し、オーバーフロードレイン８を通じて排出さ
れる。上述したオーバーフロードレイン構造を有する固
体撮像装置では、その出力電圧‐入射光量の特性を示す
図９から明らかなように、オーバーフロー点を越えると
対数特性を示すことが知られている。
上には、絶縁層（図示せず）を介してポリシリコンから
なるゲート電極１５が配されており、このゲート電極１
５に対し、所定の直流電圧ＶG を印加することにより、
ポテンシャルバリアが形成される。そして、センサ部２
に光電変換によって電荷が蓄積されると、その蓄積電荷
のうち、オーバーフローコントロールゲート４のポテン
シャルバリアを越えた分だけオーバーフロードレイン８
に流れ出し、オーバーフロードレイン８を通じて排出さ
れる。上述したオーバーフロードレイン構造を有する固
体撮像装置では、その出力電圧‐入射光量の特性を示す
図９から明らかなように、オーバーフロー点を越えると
対数特性を示すことが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この横型オーバーフロ
ードレイン構造を有する従来の固体撮像装置では、上述
したように、ゲート電極１５を設けてこのゲート電極に
直流電圧ＶG を印加することによってオーバーフローコ
ントロールゲート４にポテンシャルバリアを形成してい
た。このため、特にセンサ部２がＨＡＤセンサ構造の固
体撮像装置にあっては、正孔蓄積層１２を形成するに際
し、図１０に示すように、オーバーフローコントロール
ゲート４のゲート電極１５をマスクとして用い、オーバ
ーフローコントロールゲート４に対してセルフアライン
で正孔蓄積層１２を形成するようにイオン注入が行われ
ていた。
ードレイン構造を有する従来の固体撮像装置では、上述
したように、ゲート電極１５を設けてこのゲート電極に
直流電圧ＶG を印加することによってオーバーフローコ
ントロールゲート４にポテンシャルバリアを形成してい
た。このため、特にセンサ部２がＨＡＤセンサ構造の固
体撮像装置にあっては、正孔蓄積層１２を形成するに際
し、図１０に示すように、オーバーフローコントロール
ゲート４のゲート電極１５をマスクとして用い、オーバ
ーフローコントロールゲート４に対してセルフアライン
で正孔蓄積層１２を形成するようにイオン注入が行われ
ていた。
【０００５】しかしながら、ゲート電極１５をマスクと
してイオン注入されたＰ+ 型不純物は、イオン注入工程
以降の熱工程等において拡散し、図１０から明らかなよ
うに、ゲート電極１５の下に入り込んでしまうことにな
る。これにより、正孔蓄積層１２が接地レベルに固定さ
れ、仮想電極の役割を果たすことから、図１１のポテン
シャル図に見られるように、オーバーフローコントロー
ルゲート４のＰ+ 型不純物が拡散したエッジ部分にディ
ップができ、不要なポテンシャルバリアとなる。このデ
ィップによるポテンシャルバリアは、ゲート電極１５の
材料であるポリシリコンの状態やＰ+ 型不純物の拡散の
状態等で変化し、素子間でバラツキが生ずることにな
る。そのため、この不要なポテンシャルバリアの存在に
よってオーバーフロー量の制御が困難になるという欠点
があった。
してイオン注入されたＰ+ 型不純物は、イオン注入工程
以降の熱工程等において拡散し、図１０から明らかなよ
うに、ゲート電極１５の下に入り込んでしまうことにな
る。これにより、正孔蓄積層１２が接地レベルに固定さ
れ、仮想電極の役割を果たすことから、図１１のポテン
シャル図に見られるように、オーバーフローコントロー
ルゲート４のＰ+ 型不純物が拡散したエッジ部分にディ
ップができ、不要なポテンシャルバリアとなる。このデ
ィップによるポテンシャルバリアは、ゲート電極１５の
材料であるポリシリコンの状態やＰ+ 型不純物の拡散の
状態等で変化し、素子間でバラツキが生ずることにな
る。そのため、この不要なポテンシャルバリアの存在に
よってオーバーフロー量の制御が困難になるという欠点
があった。
【０００６】そこで、本発明は、センサ部へのイオン注
入に伴うオーバーフローコントロールゲートでのディッ
プの発生を防止し、オーバーフロー量の制御を容易に行
い得るようにした固体撮像装置を提供することを目的と
する。
入に伴うオーバーフローコントロールゲートでのディッ
プの発生を防止し、オーバーフロー量の制御を容易に行
い得るようにした固体撮像装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、半導体基板の表面側に形成されたＮ型
半導体層からなるセンサ部と、このセンサ部よりもポテ
ンシャルが深く設定されたオーバーフロードレインと、
センサ部に隣接して同じ構造で形成されかつセンサ部に
蓄積された電荷をオーバーフロードレインに掃き出すオ
ーバーフローコントロールゲートとを具備した固体撮像
装置において、半導体基板の表面にセンサ部上の膜厚よ
りもオーバーフローコントロールゲート上の膜厚が厚い
酸化膜を形成し、この酸化膜を介してＮ型不純物をイオ
ン注入することによってオーバーフローコントロールゲ
ートのポテンシャルバリアを形成する。
に、本発明では、半導体基板の表面側に形成されたＮ型
半導体層からなるセンサ部と、このセンサ部よりもポテ
ンシャルが深く設定されたオーバーフロードレインと、
センサ部に隣接して同じ構造で形成されかつセンサ部に
蓄積された電荷をオーバーフロードレインに掃き出すオ
ーバーフローコントロールゲートとを具備した固体撮像
装置において、半導体基板の表面にセンサ部上の膜厚よ
りもオーバーフローコントロールゲート上の膜厚が厚い
酸化膜を形成し、この酸化膜を介してＮ型不純物をイオ
ン注入することによってオーバーフローコントロールゲ
ートのポテンシャルバリアを形成する。
【０００８】また、本発明では、センサ部が正孔蓄積層
を有するＨＡＤセンサ構造の固体撮像装置において、半
導体基板の表面にセンサ部上の膜厚よりもオーバーフロ
ーコントロールゲート上の膜厚が厚い酸化膜を形成し、
この酸化膜を介してＮ型不純物をイオン注入することに
よってオーバーフローコントロールゲートのポテンシャ
ルバリアを形成する。さらに、本発明では、同じＨＡＤ
センサ構造のセンサ部を有する固体撮像装置において、
半導体基板の表面にオーバーフローコントロールゲート
上の膜厚よりもセンサ部上の膜厚が厚い酸化膜を形成
し、この酸化膜を介してＰ型不純物をイオン注入するこ
とによってオーバーフローコントロールゲートのポテン
シャルバリアを形成する。
を有するＨＡＤセンサ構造の固体撮像装置において、半
導体基板の表面にセンサ部上の膜厚よりもオーバーフロ
ーコントロールゲート上の膜厚が厚い酸化膜を形成し、
この酸化膜を介してＮ型不純物をイオン注入することに
よってオーバーフローコントロールゲートのポテンシャ
ルバリアを形成する。さらに、本発明では、同じＨＡＤ
センサ構造のセンサ部を有する固体撮像装置において、
半導体基板の表面にオーバーフローコントロールゲート
上の膜厚よりもセンサ部上の膜厚が厚い酸化膜を形成
し、この酸化膜を介してＰ型不純物をイオン注入するこ
とによってオーバーフローコントロールゲートのポテン
シャルバリアを形成する。
【０００９】
【作用】オーバーフローコントロールゲートのポテンシ
ャルバリアを、そのゲート電極に直流電圧を印加するこ
とによって形成するのではなく、半導体基板表面の酸化
膜の膜厚をセンサ部とオーバーフローコントロールゲー
トとで変え、この酸化膜を介してイオン注入することに
よって形成することで、従来のゲート電極をマスクとし
たセンサ部へのイオン注入の工程をなくし、イオン注入
された不純物の拡散に伴うオーバーフローコントロール
ゲートでのディップの発生を防ぐ。
ャルバリアを、そのゲート電極に直流電圧を印加するこ
とによって形成するのではなく、半導体基板表面の酸化
膜の膜厚をセンサ部とオーバーフローコントロールゲー
トとで変え、この酸化膜を介してイオン注入することに
よって形成することで、従来のゲート電極をマスクとし
たセンサ部へのイオン注入の工程をなくし、イオン注入
された不純物の拡散に伴うオーバーフローコントロール
ゲートでのディップの発生を防ぐ。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図７は、本発明が適用される例えばリニア
センサの一例の構成図である。このリニアセンサでは、
センサ列１の各センサ部２で光電変換によって発生した
信号電荷が、読出しゲート３とオーバーフローコントロ
ールゲート４及び各センサ部２を分離しているチャネル
ストップ部１４（図１参照）によって囲まれた領域に蓄
積される構造を採っている。
に説明する。図７は、本発明が適用される例えばリニア
センサの一例の構成図である。このリニアセンサでは、
センサ列１の各センサ部２で光電変換によって発生した
信号電荷が、読出しゲート３とオーバーフローコントロ
ールゲート４及び各センサ部２を分離しているチャネル
ストップ部１４（図１参照）によって囲まれた領域に蓄
積される構造を採っている。
【００１１】センサ列１の各センサ部２に蓄積された電
荷は、ゲート端子１１から入力される読出しパルスφro
g によって読出しゲート３を介して電荷転送路５に読み
出される。電荷転送路５は、シフトレジスタによって構
成され、２相のクロックパルスφ１，φ２による２相駆
動によって電荷を順次転送する。電荷転送路５の出力端
には、例えばフローティング・ディフュージョン・アン
プ構成の出力部６が設けられている。そして、出力部６
に転送された電荷は、この出力部６で電圧に変換されて
出力端子７から導出される。
荷は、ゲート端子１１から入力される読出しパルスφro
g によって読出しゲート３を介して電荷転送路５に読み
出される。電荷転送路５は、シフトレジスタによって構
成され、２相のクロックパルスφ１，φ２による２相駆
動によって電荷を順次転送する。電荷転送路５の出力端
には、例えばフローティング・ディフュージョン・アン
プ構成の出力部６が設けられている。そして、出力部６
に転送された電荷は、この出力部６で電圧に変換されて
出力端子７から導出される。
【００１２】センサ列１に対して電荷転送路５の反対側
にはオーバーフロードレイン８が配置されて横型オーバ
ーフロードレインを構成している。このオーバーフロー
ドレイン８は電気的に抵抗が低くなっており、そのポテ
ンシャルがセンサ部２のポテンシャルよりも深くなるよ
うに設定された直流電圧ＶD がドレイン端子９を介して
印加される。各センサ部２に光電変換によって電荷が蓄
積されると、その蓄積電荷のうち、オーバーフローコン
トロールゲート４のポテンシャルバリアを越えた分が、
オーバーフロードレイン８へ掃き捨てられる。
にはオーバーフロードレイン８が配置されて横型オーバ
ーフロードレインを構成している。このオーバーフロー
ドレイン８は電気的に抵抗が低くなっており、そのポテ
ンシャルがセンサ部２のポテンシャルよりも深くなるよ
うに設定された直流電圧ＶD がドレイン端子９を介して
印加される。各センサ部２に光電変換によって電荷が蓄
積されると、その蓄積電荷のうち、オーバーフローコン
トロールゲート４のポテンシャルバリアを越えた分が、
オーバーフロードレイン８へ掃き捨てられる。
【００１３】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
り、図（ａ）に図７のＡ‐Ａ′矢視断面構造を、図
（ｂ）にその要部の平面パターンを示す。図１におい
て、センサ部２は、Ｎ+ 不純物からなる電荷蓄積層１３
によって構成され、入射光をＮ+ Ｐダイオードで光電変
換し、この光電変換によって発生した電荷を電荷蓄積層
１３に蓄積する。この電荷蓄積層１３からなるセンサ部
２及びこれに隣接するオーバーフローコントロールゲー
ト４は、イオン注入によって形成される。
り、図（ａ）に図７のＡ‐Ａ′矢視断面構造を、図
（ｂ）にその要部の平面パターンを示す。図１におい
て、センサ部２は、Ｎ+ 不純物からなる電荷蓄積層１３
によって構成され、入射光をＮ+ Ｐダイオードで光電変
換し、この光電変換によって発生した電荷を電荷蓄積層
１３に蓄積する。この電荷蓄積層１３からなるセンサ部
２及びこれに隣接するオーバーフローコントロールゲー
ト４は、イオン注入によって形成される。
【００１４】このイオン注入工程では、図２に示すよう
に、基板表面にセンサ部２上の膜厚ｔ1 よりもオーバー
フローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 が厚くなるよ
うにSiO2等の酸化膜２１を形成しておき、この酸化膜２
１を介してＮ+ 型不純物をイオン注入する。このよう
に、イオン注入時の酸化膜２１をセンサ部２上を薄く、
オーバーフローコントロールゲート４上を厚く形成する
ことにより、注入されるイオンの実効量がセンサ部２と
オーバーフローコントロールゲート４とで異なるため、
図３に示すように、オーバーフローコントロールゲート
４にはセンサ部２との間に適当なポテンシャル差φBOを
有するポテンシャルバリアが形成される。このポテンシ
ャル差φBOは、酸化膜２１のセンサ部２上の膜厚ｔ1 と
オーバーフローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 との
膜厚差（ｔ2 −ｔ1 ）によって決定される。
に、基板表面にセンサ部２上の膜厚ｔ1 よりもオーバー
フローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 が厚くなるよ
うにSiO2等の酸化膜２１を形成しておき、この酸化膜２
１を介してＮ+ 型不純物をイオン注入する。このよう
に、イオン注入時の酸化膜２１をセンサ部２上を薄く、
オーバーフローコントロールゲート４上を厚く形成する
ことにより、注入されるイオンの実効量がセンサ部２と
オーバーフローコントロールゲート４とで異なるため、
図３に示すように、オーバーフローコントロールゲート
４にはセンサ部２との間に適当なポテンシャル差φBOを
有するポテンシャルバリアが形成される。このポテンシ
ャル差φBOは、酸化膜２１のセンサ部２上の膜厚ｔ1 と
オーバーフローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 との
膜厚差（ｔ2 −ｔ1 ）によって決定される。
【００１５】図４は、本発明の他の実施例を示す断面構
造図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付し
て示してある。本実施例におけるセンサ部２は、入射光
に応じて発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層１３上に、
感度の向上と表面暗電流を抑える目的で積層された正孔
蓄積層１２を有するＨＡＤセンサ構造を採っている。こ
の正孔蓄積層１２及び電荷蓄積層１３からなるセンサ部
２と、これに隣接するオーバーフローコントロールゲー
ト４は、イオン注入によって形成される。
造図であり、図中、図１と同等部分には同一符号を付し
て示してある。本実施例におけるセンサ部２は、入射光
に応じて発生した電荷を蓄積する電荷蓄積層１３上に、
感度の向上と表面暗電流を抑える目的で積層された正孔
蓄積層１２を有するＨＡＤセンサ構造を採っている。こ
の正孔蓄積層１２及び電荷蓄積層１３からなるセンサ部
２と、これに隣接するオーバーフローコントロールゲー
ト４は、イオン注入によって形成される。
【００１６】このイオン注入工程では、図５に示すよう
に、基板表面にセンサ部２上の膜厚ｔ1 よりもオーバー
フローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 が厚くなるよ
うに酸化膜２１を形成しておき、この酸化膜２１を介し
てＮ+ 型不純物をイオン注入する。このＮ+ 型不純物の
イオン注入後には、センサ部２とオーバーフローコント
ロールゲート４とで膜厚が等しい酸化膜（図示せず）を
形成し、この酸化膜を介してＰ+ 型不純物をイオン注入
する。
に、基板表面にセンサ部２上の膜厚ｔ1 よりもオーバー
フローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 が厚くなるよ
うに酸化膜２１を形成しておき、この酸化膜２１を介し
てＮ+ 型不純物をイオン注入する。このＮ+ 型不純物の
イオン注入後には、センサ部２とオーバーフローコント
ロールゲート４とで膜厚が等しい酸化膜（図示せず）を
形成し、この酸化膜を介してＰ+ 型不純物をイオン注入
する。
【００１７】このように、Ｎ+ 型不純物のイオン注入時
に、酸化膜２１の膜厚をセンサ部２上を薄く、オーバー
フローコントロールゲート４上を厚く形成することによ
り、注入されるイオンの実効量がセンサ部２とオーバー
フローコントロールゲート４とで異なるため、先の実施
例の場合と同様に、オーバーフローコントロールゲート
４にはポテンシャルバリアが形成される。このポテンシ
ャルバリアとセンサ部２間のポテンシャル差φBOも、先
の実施例の場合と同様に、酸化膜２１のセンサ部２上の
膜厚ｔ1 とオーバーフローコントロールゲート４上の膜
厚ｔ2 との膜厚差（ｔ2 −ｔ1 ）によって決定される。
に、酸化膜２１の膜厚をセンサ部２上を薄く、オーバー
フローコントロールゲート４上を厚く形成することによ
り、注入されるイオンの実効量がセンサ部２とオーバー
フローコントロールゲート４とで異なるため、先の実施
例の場合と同様に、オーバーフローコントロールゲート
４にはポテンシャルバリアが形成される。このポテンシ
ャルバリアとセンサ部２間のポテンシャル差φBOも、先
の実施例の場合と同様に、酸化膜２１のセンサ部２上の
膜厚ｔ1 とオーバーフローコントロールゲート４上の膜
厚ｔ2 との膜厚差（ｔ2 −ｔ1 ）によって決定される。
【００１８】図６に、イオン注入工程の他の例を示す。
本例では、先ず、センサ部２とオーバーフローコントロ
ールゲート４とで膜厚が等しい酸化膜（図示せず）を形
成し、この酸化膜を介してＮ+ 型不純物をイオン注入す
る。しかる後、オーバーフローコントロールゲート４上
の膜厚ｔ2 よりもセンサ部２上の膜厚ｔ1 が厚くなるよ
うに酸化膜２２を形成し、この酸化膜２２を介してＰ+
型不純物をイオン注入する。
本例では、先ず、センサ部２とオーバーフローコントロ
ールゲート４とで膜厚が等しい酸化膜（図示せず）を形
成し、この酸化膜を介してＮ+ 型不純物をイオン注入す
る。しかる後、オーバーフローコントロールゲート４上
の膜厚ｔ2 よりもセンサ部２上の膜厚ｔ1 が厚くなるよ
うに酸化膜２２を形成し、この酸化膜２２を介してＰ+
型不純物をイオン注入する。
【００１９】この場合にも、注入されるイオンの実効量
がセンサ部２とオーバーフローコントロールゲート４と
で異なるため、図３に示すように、オーバーフローコン
トロールゲート４にはポテンシャルバリアが形成され
る。また、ポテンシャル差φBOも、上記各実施例の場合
と同様に、酸化膜２２のセンサ部２上の膜厚ｔ1 とオー
バーフローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 との膜厚
差（ｔ1 −ｔ2 ）によって決定される。
がセンサ部２とオーバーフローコントロールゲート４と
で異なるため、図３に示すように、オーバーフローコン
トロールゲート４にはポテンシャルバリアが形成され
る。また、ポテンシャル差φBOも、上記各実施例の場合
と同様に、酸化膜２２のセンサ部２上の膜厚ｔ1 とオー
バーフローコントロールゲート４上の膜厚ｔ2 との膜厚
差（ｔ1 −ｔ2 ）によって決定される。
【００２０】上述したように、従来はゲート電極１５
（図８参照）に直流電圧ＶG を印加することによって形
成していたオーバーフローコントロールゲート４のポテ
ンシャルバリアを、センサ部２及びオーバーフローコン
トロールゲート４をイオン注入によって形成する際に、
センサ部２とオーバーフローコントロールゲート４の酸
化膜２１，２２の膜厚を変えてイオン注入することによ
って形成するようにしたことにより、センサ部２との間
に生ずるポテンシャル差φBOをセンサ部２とオーバーフ
ローコントロールゲート４の酸化膜２１，２２の膜厚差
によって決定できるので、従来ポテンシャル差φBOを決
定するために用いていたゲート電極１５が不要になる。
（図８参照）に直流電圧ＶG を印加することによって形
成していたオーバーフローコントロールゲート４のポテ
ンシャルバリアを、センサ部２及びオーバーフローコン
トロールゲート４をイオン注入によって形成する際に、
センサ部２とオーバーフローコントロールゲート４の酸
化膜２１，２２の膜厚を変えてイオン注入することによ
って形成するようにしたことにより、センサ部２との間
に生ずるポテンシャル差φBOをセンサ部２とオーバーフ
ローコントロールゲート４の酸化膜２１，２２の膜厚差
によって決定できるので、従来ポテンシャル差φBOを決
定するために用いていたゲート電極１５が不要になる。
【００２１】これに伴い、ゲート電極１５をマスクとし
たセンサ部２へのイオン注入の工程が必要なくなるの
で、従来のようにゲート電極１５が存在することに起因
してセンサ部１２とオーバーフローコントロールゲート
４との間にディップが発生することがなくなる。したが
って、ポテンシャル差φBOによって決まるオーバーフロ
ー量の制御を容易に行うことができる。
たセンサ部２へのイオン注入の工程が必要なくなるの
で、従来のようにゲート電極１５が存在することに起因
してセンサ部１２とオーバーフローコントロールゲート
４との間にディップが発生することがなくなる。したが
って、ポテンシャル差φBOによって決まるオーバーフロ
ー量の制御を容易に行うことができる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、 オーバーフローコントロールゲートのポテンシ
ャルバリアを、基板表面の酸化膜の膜厚をセンサ部とオ
ーバーフローコントロールゲートとで変え、この酸化膜
を介してイオン注入することによって形成し、センサ部
との間に生ずるポテンシャル差をセンサ部の酸化膜とオ
ーバーフローコントロールゲートの酸化膜の膜厚差によ
って決定するようにしたので、従来用いていたゲート電
極が不要になる。したがって、オーバーフローコントロ
ールゲートでのディップの発生を防止できるとともに、
素子間でバラツキのないポテンシャルバリアを形成でき
るため、オーバーフロー量の制御を容易に行い得ること
になる。
れば、 オーバーフローコントロールゲートのポテンシ
ャルバリアを、基板表面の酸化膜の膜厚をセンサ部とオ
ーバーフローコントロールゲートとで変え、この酸化膜
を介してイオン注入することによって形成し、センサ部
との間に生ずるポテンシャル差をセンサ部の酸化膜とオ
ーバーフローコントロールゲートの酸化膜の膜厚差によ
って決定するようにしたので、従来用いていたゲート電
極が不要になる。したがって、オーバーフローコントロ
ールゲートでのディップの発生を防止できるとともに、
素子間でバラツキのないポテンシャルバリアを形成でき
るため、オーバーフロー量の制御を容易に行い得ること
になる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図であり、図
（ａ）に図７のＡ‐Ａ′矢視断面構造を、図（ｂ）にそ
の要部の平面パターンを示す。
（ａ）に図７のＡ‐Ａ′矢視断面構造を、図（ｂ）にそ
の要部の平面パターンを示す。
【図２】一実施例におけるイオン注入工程図である。
【図３】本発明に係るセンサ部及びオーバーフローコン
トロールゲートにおけるポテンシャル図である。
トロールゲートにおけるポテンシャル図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す断面構造図である。
【図５】他の実施例におけるイオン注入工程図（その
１）である。
１）である。
【図６】他の実施例におけるイオン注入工程図（その
２）である。
２）である。
【図７】横型オーバーフロードレイン構造を有するリニ
アセンサの構成図である。
アセンサの構成図である。
【図８】従来例を示す断面構造図である。
【図９】オーバーフロードレイン構造における出力電圧
‐入射光量の特性図である。
‐入射光量の特性図である。
【図１０】ＨＡＤセンサ構造の場合のイオン注入工程を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１１】センサ部及びオーバーフローコントロールゲ
ートにおける従来のポテンシャル図である。
ートにおける従来のポテンシャル図である。
１ センサ列 ２ センサ部 ３ 読出しゲート ４ オーバーフローコントロールゲート ５ 電荷転送路 ８ オーバーフロードレイン １２ 正孔蓄積層 １３ 電荷蓄積層 １５ ゲート電極 ２１，２２ 酸化膜
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体基板の表面側に形成されたＮ型半
導体層からなるセンサ部と、前記センサ部よりもポテン
シャルが深く設定されたオーバーフロードレインと、前
記センサ部に隣接して同じ構造で形成されかつ前記セン
サ部に蓄積された電荷を前記オーバーフロードレインに
掃き出すオーバーフローコントロールゲートとを具備し
た固体撮像装置において、 前記半導体基板の表面に前記センサ部上の膜厚よりも前
記オーバーフローコントロールゲート上の膜厚が厚い酸
化膜を形成し、 前記酸化膜を介してＮ型不純物をイオン注入することに
よって前記オーバーフローコントロールゲートのポテン
シャルバリアを形成したことを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項２】 半導体基板の表面側に形成されたＮ型半
導体層およびこのＮ型半導体層上に積層されたＰ型半導
体層からなるセンサ部と、前記センサ部よりもポテンシ
ャルが深く設定されたオーバーフロードレインと、前記
センサ部に隣接して同じ構造で形成されかつ前記センサ
部に蓄積された電荷を前記オーバーフロードレインに掃
き出すオーバーフローコントロールゲートとを具備した
固体撮像装置において、 前記半導体基板の表面に前記センサ部上の膜厚よりも前
記オーバーフローコントロールゲート上の膜厚が厚い酸
化膜を形成し、 前記酸化膜を介してＮ型不純物をイオン注入することに
よって前記オーバーフローコントロールゲートのポテン
シャルバリアを形成したことを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項３】 半導体基板の表面側に形成されたＮ型半
導体層およびこのＮ型半導体層上に積層されたＰ型半導
体層からなるセンサ部と、前記センサ部よりもポテンシ
ャルが深く設定されたオーバーフロードレインと、前記
センサ部に隣接して同じ構造で形成されかつ前記センサ
部に蓄積された電荷を前記オーバーフロードレインに掃
き出すオーバーフローコントロールゲートとを具備した
固体撮像装置において、 前記半導体基板の表面に前記オーバーフローコントロー
ルゲート上の膜厚よりも前記センサ部上の膜厚が厚い酸
化膜を形成し、 前記酸化膜を介してＰ型不純物をイオン注入することに
よって前記オーバーフローコントロールゲートのポテン
シャルバリアを形成したことを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項４】 前記ポテンシャルバリアと前記センサ部
との間に生ずるポテンシャル差を、前記酸化膜における
前記オーバーフローコントロールゲート上の膜厚と前記
センサ部上の膜厚との膜厚差によって決定することを特
徴とする請求項１，２又は３記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265397A JPH0689997A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265397A JPH0689997A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0689997A true JPH0689997A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17416605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265397A Pending JPH0689997A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0689997A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7352028B2 (en) | 2004-09-27 | 2008-04-01 | Seiko Epson Corporation | Solid-state imaging devices |
-
1992
- 1992-09-07 JP JP4265397A patent/JPH0689997A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7352028B2 (en) | 2004-09-27 | 2008-04-01 | Seiko Epson Corporation | Solid-state imaging devices |
| US7671402B2 (en) | 2004-09-27 | 2010-03-02 | Seiko Epson Corporation | Solid-state imaging devices |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20031226 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040121 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20040322 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040818 |