JPH07112057B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH07112057B2 JPH07112057B2 JP63229406A JP22940688A JPH07112057B2 JP H07112057 B2 JPH07112057 B2 JP H07112057B2 JP 63229406 A JP63229406 A JP 63229406A JP 22940688 A JP22940688 A JP 22940688A JP H07112057 B2 JPH07112057 B2 JP H07112057B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は固体撮像装置、特にインタライン転送方式の固
体撮像装置に関する。
体撮像装置に関する。
（従来の技術） 前記固体撮像装置は、一般に第７図乃至第９図に示すよ
うに構成されていた。
うに構成されていた。
即ち、半導体基板としてのｎ型基板１の上面には、薄層
部分2aを備えたｐ型ウェル層２が形成され、この薄層部
分2aの上方にｎ型不純物層３を積層することにより、入
射した光を光電変換して所定期間蓄積するpn接合の光電
変換素子（フォトダイオード）が形成されている。
部分2aを備えたｐ型ウェル層２が形成され、この薄層部
分2aの上方にｎ型不純物層３を積層することにより、入
射した光を光電変換して所定期間蓄積するpn接合の光電
変換素子（フォトダイオード）が形成されている。
前記ｐ型ウェル層２の薄層部分2aは浅く形成され、これ
とｎ型基板１間に逆バイアス電圧４を印加することによ
り、前記ｎ型不純物層３おいて発生した過剰な信号電荷
を排除する縦形オーバーフロードレインが形成されてい
る。
とｎ型基板１間に逆バイアス電圧４を印加することによ
り、前記ｎ型不純物層３おいて発生した過剰な信号電荷
を排除する縦形オーバーフロードレインが形成されてい
る。
また、前記ｐ型ウェル層２の上面にｎ型不純物層５が形
成され、この上面に絶縁膜６を介して転送電極７（7a〜
7d）を形成することにより、信号電荷を転送する電荷転
送部が構成されている。この転送電極７（7a〜7d）は、
前記フォトダイオード３において発生し蓄積された信号
電荷を前記電荷転送部のｎ型不純物層５に転送するため
のゲート電極を兼ねており、ｎ型不純物層3,5の間の読
み出しチャンネル８まで延びてこの上方を覆っている。
前記ｎ型不純物層3,5の側方のチャンネルスナップ９
は、素子分離層である。
成され、この上面に絶縁膜６を介して転送電極７（7a〜
7d）を形成することにより、信号電荷を転送する電荷転
送部が構成されている。この転送電極７（7a〜7d）は、
前記フォトダイオード３において発生し蓄積された信号
電荷を前記電荷転送部のｎ型不純物層５に転送するため
のゲート電極を兼ねており、ｎ型不純物層3,5の間の読
み出しチャンネル８まで延びてこの上方を覆っている。
前記ｎ型不純物層3,5の側方のチャンネルスナップ９
は、素子分離層である。
第10図は、前記電荷転送部の転送電極7a〜7dに印加され
る入力パルスのタイミング図であり、φaは転送電極7a
に、φbは転送電極7bに、φcは転送電極7cに、φdは転
送電極7dに夫々印加される周知の４相駆動方式である。
る入力パルスのタイミング図であり、φaは転送電極7a
に、φbは転送電極7bに、φcは転送電極7cに、φdは転
送電極7dに夫々印加される周知の４相駆動方式である。
この第10図に示すt1，t2及びt3時に対応する第８図のY1
−Y2−Y3部断面のポテンシャル図を第11図に示す。
−Y2−Y3部断面のポテンシャル図を第11図に示す。
同図において、t1時は、フォトダイオード３に入射した
光が光電変換されて信号電荷が蓄積されている状態を示
し、QPDmaxは、縦形オーバーフロードレインのポテンシ
ャルによって決まるフォトダイオードの最大蓄積容量で
ある。t2時は、第10図に示すVHが印加され、読み出しチ
ャンネル８が高いポテンシャルとなって、フォトダイオ
ード３に蓄積された信号電荷が電荷転送部に読み出され
ている状態を示す（以下、この動作をフィールドシフト
動作という）。t3時は、VMが印加され、読み出しチャン
ネル８のポテンシャルが低くなり、信号電荷が電荷転送
部に読み出されてしまった状態を示す。t3時の後は、周
知の４相駆動の動作により、第７図に示す垂直方向に信
号電荷が転送される。
光が光電変換されて信号電荷が蓄積されている状態を示
し、QPDmaxは、縦形オーバーフロードレインのポテンシ
ャルによって決まるフォトダイオードの最大蓄積容量で
ある。t2時は、第10図に示すVHが印加され、読み出しチ
ャンネル８が高いポテンシャルとなって、フォトダイオ
ード３に蓄積された信号電荷が電荷転送部に読み出され
ている状態を示す（以下、この動作をフィールドシフト
動作という）。t3時は、VMが印加され、読み出しチャン
ネル８のポテンシャルが低くなり、信号電荷が電荷転送
部に読み出されてしまった状態を示す。t3時の後は、周
知の４相駆動の動作により、第７図に示す垂直方向に信
号電荷が転送される。
第12図に、第９図に示すP1−P2部における、第10図に示
すt4，t5及びt6のタイミング時におけるポテンシャル図
を示す。
すt4，t5及びt6のタイミング時におけるポテンシャル図
を示す。
この図は、４相駆動の基本的な転送動作を示すものであ
り、同図においてQTmaxは、転送電荷の最大転送容量で
ある。このQTmaxは、同図から明らかなように、隣合う
２つの電極にVMが印加された時のポテンシャルΦMと、
その２つの電極を挾む電極にVLが印加された時のポテン
シャルΦLとの差に比例する。即ち、４相駆動における
最大転送容量QTmaxはVM−VLに比例する。
り、同図においてQTmaxは、転送電荷の最大転送容量で
ある。このQTmaxは、同図から明らかなように、隣合う
２つの電極にVMが印加された時のポテンシャルΦMと、
その２つの電極を挾む電極にVLが印加された時のポテン
シャルΦLとの差に比例する。即ち、４相駆動における
最大転送容量QTmaxはVM−VLに比例する。
（発明が解決しようとする課題） 第13図に、ゲート電圧VGに対する読み出しチャンネル８
のポテンシャルの静特性グラフを（ａ）に、ｎ型不純物
層５のそれを（ｂ）に夫々示す。
のポテンシャルの静特性グラフを（ａ）に、ｎ型不純物
層５のそれを（ｂ）に夫々示す。
従来、前記最大転送容量QTmaxを増やすために、VLの値
を低くしたとしても、（ｂ）のグラフを見て解るよう
に、このポテンシャルはVTH以下では低くならない。ま
た、逆にVMの値を高くしたとしても、（ａ）に示す読み
出しチャンネル８のポテンシャルΦFS（第14図）もVG＞
０の領域では、VGに比例して高くなってくる。そして、
第14図に示すように、このポテンシャルΦFSが縦形オー
バフロードレインのポテンシャルΦOFDを越えると、例
えば、信号電荷の転送時にフォトダイオード３で光電変
換された信号電荷が転送電極７（7a）の下で転送されて
いる信号電荷に混入してしまう。従って、このVMの値
は、ΦOFDの値に相当する電圧VMOFD以上にすることはで
きない。しかるに、前記QTmaxは、VM＝VMOFD，VL＝VTH
の時が最大である。
を低くしたとしても、（ｂ）のグラフを見て解るよう
に、このポテンシャルはVTH以下では低くならない。ま
た、逆にVMの値を高くしたとしても、（ａ）に示す読み
出しチャンネル８のポテンシャルΦFS（第14図）もVG＞
０の領域では、VGに比例して高くなってくる。そして、
第14図に示すように、このポテンシャルΦFSが縦形オー
バフロードレインのポテンシャルΦOFDを越えると、例
えば、信号電荷の転送時にフォトダイオード３で光電変
換された信号電荷が転送電極７（7a）の下で転送されて
いる信号電荷に混入してしまう。従って、このVMの値
は、ΦOFDの値に相当する電圧VMOFD以上にすることはで
きない。しかるに、前記QTmaxは、VM＝VMOFD，VL＝VTH
の時が最大である。
以上のように、前記従来例における、４相駆動のような
転送時の印加電圧の振幅に前記最大転送容量QTmaxが比
例する場合にも限りがあり、それ以上の転送容量が必要
な場合には、ｎ型不純物層５の領域を広くする等といっ
た微細化に適さない手段が必要になってしまう。
転送時の印加電圧の振幅に前記最大転送容量QTmaxが比
例する場合にも限りがあり、それ以上の転送容量が必要
な場合には、ｎ型不純物層５の領域を広くする等といっ
た微細化に適さない手段が必要になってしまう。
また、第13図に示すように、ｎ型不純物層５において
は、VG＜０の領域では変調度（ポテンシャル／VG）がVG
＞０の領域より低いため、変調度の高い領域をVM＜V
MODFでしか使用できない。第15図に前記QTmaxのVL依存
性のグラフを示す。
は、VG＜０の領域では変調度（ポテンシャル／VG）がVG
＞０の領域より低いため、変調度の高い領域をVM＜V
MODFでしか使用できない。第15図に前記QTmaxのVL依存
性のグラフを示す。
第16図に、前記固体撮像装置の接地等の電気的等価回路
図を示す。チャンネルストップ９は、この装置の周辺で
しか接地されていないため、ｐ型ウェル層２には、抵抗
RPa，RPb…が存在し、また転送電極7a,7b…とｐ型ウェ
ル層２との間に容量CGa，CGb…が、ｐ型ウェル層２とｎ
型基板１との間に容量CPa，CPb…が夫々存在することに
なる。
図を示す。チャンネルストップ９は、この装置の周辺で
しか接地されていないため、ｐ型ウェル層２には、抵抗
RPa，RPb…が存在し、また転送電極7a,7b…とｐ型ウェ
ル層２との間に容量CGa，CGb…が、ｐ型ウェル層２とｎ
型基板１との間に容量CPa，CPb…が夫々存在することに
なる。
ところで、転送電極７（7a）に前記フィールドシフト動
作の時VHレベルのパルスが加わると、瞬時に前記容量に
よってｐ型ウェル層２のポテンシャルが、 ΔVPW＝CGa／（CGa＋CPa）×VH …（１） だけ変動する。
作の時VHレベルのパルスが加わると、瞬時に前記容量に
よってｐ型ウェル層２のポテンシャルが、 ΔVPW＝CGa／（CGa＋CPa）×VH …（１） だけ変動する。
フィールドシフト動作が始まってから、この変動量ΔV
PWは接地レベルに回復するが、その回復時間は、各々ｐ
型ウェル層２の位置と接地点からの距離に関係する分布
定数回路による定時数で決定される。従って、フォトダ
イオード３の位置によって回復時間が異なってしまうこ
とになる。
PWは接地レベルに回復するが、その回復時間は、各々ｐ
型ウェル層２の位置と接地点からの距離に関係する分布
定数回路による定時数で決定される。従って、フォトダ
イオード３の位置によって回復時間が異なってしまうこ
とになる。
第17図にｐ型ウェル層２のポテンシャルの変化に伴っ
て、残留電荷QLAGが生じ、QPDmaxがＱ′PDmaxに減少し
た場合を示す。
て、残留電荷QLAGが生じ、QPDmaxがＱ′PDmaxに減少し
た場合を示す。
この場合は、第10図に示すフィールドシフト時間tFSが
前記定時数に比べ短かったため、ｐ型ウェル層２が十分
に回復できず残留電荷QLAGが生じたのである。
前記定時数に比べ短かったため、ｐ型ウェル層２が十分
に回復できず残留電荷QLAGが生じたのである。
第18図にフィールドシフト時間tFSに対する前記Ｑ′
PDmaxの関係を示し、フォトダイオード３の位置によっ
てこの回復時間が異なることを示す。このようにフィー
ルドシフト時間tFSが充分でない場合には、フォトダイ
オード３の位置によって、QPmaxが得られないことがあ
り、これが原因で、例えばフォトダイオードに一様な量
の強い光が入射した場合でも、一様な出力が得られない
場合、即ちシェーディングを生じることがあった。
PDmaxの関係を示し、フォトダイオード３の位置によっ
てこの回復時間が異なることを示す。このようにフィー
ルドシフト時間tFSが充分でない場合には、フォトダイ
オード３の位置によって、QPmaxが得られないことがあ
り、これが原因で、例えばフォトダイオードに一様な量
の強い光が入射した場合でも、一様な出力が得られない
場合、即ちシェーディングを生じることがあった。
更に、製造プロセル上、電荷転送部のｎ型不純物層５
は、一般にフォトマスクによる不純物イオンの注入によ
って形成されるが、その場合、転送電極７との合わせず
れ量によっては、読み出しチャンネル８の領域のゲート
長に誤差が生じてしまい、例えばこのゲート長が短くな
って周知のショートチャンネル効果により、ポテンシャ
ル静特性に異状が生じる場合がある。
は、一般にフォトマスクによる不純物イオンの注入によ
って形成されるが、その場合、転送電極７との合わせず
れ量によっては、読み出しチャンネル８の領域のゲート
長に誤差が生じてしまい、例えばこのゲート長が短くな
って周知のショートチャンネル効果により、ポテンシャ
ル静特性に異状が生じる場合がある。
第19図にｎ型不純物層５が読み出しチャンネル８側に寄
り、読み出しチャンネル８のゲート長が短くなった状態
を示す。そして、この時における転送電極７の電圧が0V
の時のポテンシャル図を第21図に示す。同図に示すよう
に、読み出しチャンネル８には、ショートチャンネル効
果により、ΔΦSのポテンシャル低下が生じてしまう。
り、読み出しチャンネル８のゲート長が短くなった状態
を示す。そして、この時における転送電極７の電圧が0V
の時のポテンシャル図を第21図に示す。同図に示すよう
に、読み出しチャンネル８には、ショートチャンネル効
果により、ΔΦSのポテンシャル低下が生じてしまう。
また、第20図に前記第13図と同様のポテンシャル静特性
を示す。同図に示すように、読み出しチャンネル８の静
特性（ａ）は、ショートチャンネル効果によりディプレ
ッションタイプの特性となっている。こういった特性の
構造の場合、ΦOFDとなるVMOFDの値は低くなり、最大転
送容量QTmaxの最大値は低くなって、前記と同様の問題
が生じてしまう。
を示す。同図に示すように、読み出しチャンネル８の静
特性（ａ）は、ショートチャンネル効果によりディプレ
ッションタイプの特性となっている。こういった特性の
構造の場合、ΦOFDとなるVMOFDの値は低くなり、最大転
送容量QTmaxの最大値は低くなって、前記と同様の問題
が生じてしまう。
本発明は前記に鑑み、信号電荷を転送する電荷転送部の
平面的な面積を増大することなく、転送容量の増大し
て、ダイナミックレンジの拡大を図るとともに、最大読
み出し電荷量のフォトダイオードの位置毎の不均一を抑
制して、シェーディングの低減を図ったものを提供する
ことを目的とする。
平面的な面積を増大することなく、転送容量の増大し
て、ダイナミックレンジの拡大を図るとともに、最大読
み出し電荷量のフォトダイオードの位置毎の不均一を抑
制して、シェーディングの低減を図ったものを提供する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明にかかる固体撮像装置
は、複数の光電変換素子と、この光電変換素子で発生し
た信号電荷を一時蓄積して転送する該光電変化素子に隣
接したMOS型電極によって形成された電荷転送部と、前
記光電変換素子で発生した過剰電荷を半導体基板に排出
するオーバーフロードレインとを備えた固体撮像装置に
おいて、前記光電変換素子で発生した信号電荷を前記電
荷転送部に読み出す読み出しゲート電極をこの電荷転送
部の不純物層の上方を覆う転送電極と電気的に分離され
た電極によって構成し、前記光電変換素子で発生した信
号電荷を前記電荷転送部へ転送する転送タイミング以外
の時間に、信号電荷の転送を受ける前記転送電極に高レ
ベル電圧（VM）を印加した状態で前記読み出しゲート電
極の電位を前記オーバーフロードレインの電位
（ΦOFD）より低電位にすることを特徴とする。
は、複数の光電変換素子と、この光電変換素子で発生し
た信号電荷を一時蓄積して転送する該光電変化素子に隣
接したMOS型電極によって形成された電荷転送部と、前
記光電変換素子で発生した過剰電荷を半導体基板に排出
するオーバーフロードレインとを備えた固体撮像装置に
おいて、前記光電変換素子で発生した信号電荷を前記電
荷転送部に読み出す読み出しゲート電極をこの電荷転送
部の不純物層の上方を覆う転送電極と電気的に分離され
た電極によって構成し、前記光電変換素子で発生した信
号電荷を前記電荷転送部へ転送する転送タイミング以外
の時間に、信号電荷の転送を受ける前記転送電極に高レ
ベル電圧（VM）を印加した状態で前記読み出しゲート電
極の電位を前記オーバーフロードレインの電位
（ΦOFD）より低電位にすることを特徴とする。
また、前記信号電荷を電荷転送部に読み出すゲート電極
を予め形成し、この電極のセルフ・アラインによる不純
物イオンの注入により、前記電荷転送部の不純物層を形
成するようにすることもできる。
を予め形成し、この電極のセルフ・アラインによる不純
物イオンの注入により、前記電荷転送部の不純物層を形
成するようにすることもできる。
（作用） 前記のように構成した本発明によれば、読み出しゲート
電極と転送電極とは電気的に分離されて形成されている
ため、読み出しゲート電極と転送電極に夫々異なる任意
のパルスを印加することができ、これにより、読み出し
ゲート電極下の読み出しチャンネルのポテンシャルΦFS
を任意に設定するとともに、転送電極にパルスが印加さ
れた時のこの下の電気転送部のｎ型不純物層のポテンシ
ャルΦL及びΦMをこのポテンシャルΦFSとは無関係に任
意に設定することができる。これによって信号電荷の混
入を防止しつつ、電荷転送容量を大きくするとともに、
振幅効率を向上させることができる。
電極と転送電極とは電気的に分離されて形成されている
ため、読み出しゲート電極と転送電極に夫々異なる任意
のパルスを印加することができ、これにより、読み出し
ゲート電極下の読み出しチャンネルのポテンシャルΦFS
を任意に設定するとともに、転送電極にパルスが印加さ
れた時のこの下の電気転送部のｎ型不純物層のポテンシ
ャルΦL及びΦMをこのポテンシャルΦFSとは無関係に任
意に設定することができる。これによって信号電荷の混
入を防止しつつ、電荷転送容量を大きくするとともに、
振幅効率を向上させることができる。
また、フィールドシフト時に印加するパルスを読み出し
ゲート電極のみとすることができ、これにより転送電極
とウェル層との間に生じる容量を減少させることができ
る。
ゲート電極のみとすることができ、これにより転送電極
とウェル層との間に生じる容量を減少させることができ
る。
更に、読み出しゲート電極を予め形成し、この電極のセ
ルフ・アラインによる不純物イオンの注入により、電荷
転送部のｎ型不純物層を形成することにより、このｎ型
不純物層の読み出しチャンネルへの食い込みを極力防止
して、ゲート長が常にほぼ一定となるようにすることが
できる。
ルフ・アラインによる不純物イオンの注入により、電荷
転送部のｎ型不純物層を形成することにより、このｎ型
不純物層の読み出しチャンネルへの食い込みを極力防止
して、ゲート長が常にほぼ一定となるようにすることが
できる。
（実施例） 以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
第１図乃至第５図は第１の実施例を示し、前記従来例と
同様に、半導体基板としてのｎ型基板１の上面には、薄
層部分2aを備えたｐ型ウェル層２が形成され、この薄層
部分2aの上方にｎ型不純物層３を積層することにより、
入射した光を光電変換して所定期間蓄積するpn接合の光
電変換素子（フォトダイオード）が形成されている。
同様に、半導体基板としてのｎ型基板１の上面には、薄
層部分2aを備えたｐ型ウェル層２が形成され、この薄層
部分2aの上方にｎ型不純物層３を積層することにより、
入射した光を光電変換して所定期間蓄積するpn接合の光
電変換素子（フォトダイオード）が形成されている。
前記ｐ型ウェル層２の薄層部分2aは浅く形成され、これ
とｎ型基板１間に逆バイアス電圧４を印加することによ
り、前記ｎ型不純物層３において発生した過剰な信号電
荷を排除する縦形オーバーフロードレインが形成されて
いる。
とｎ型基板１間に逆バイアス電圧４を印加することによ
り、前記ｎ型不純物層３において発生した過剰な信号電
荷を排除する縦形オーバーフロードレインが形成されて
いる。
また、前記ｐ型ウェル層２の上面にｎ型不純物層５が形
成され、この上面に絶縁膜６を介して信転送電極７（7a
〜7d）を形成することにより、信号電荷を転送する電荷
転送部が形成されている。
成され、この上面に絶縁膜６を介して信転送電極７（7a
〜7d）を形成することにより、信号電荷を転送する電荷
転送部が形成されている。
ここまでは、前記従来例と同様であるが、本実施例は以
下のような構成が備えられている。
下のような構成が備えられている。
即ち、転送電極７（7a）は、電荷転送部のｎ型不純物層
５の上方のみを覆い、また読み出しチャンネル８の上方
には、この転送電極７（7a）とは電気的に分離された読
み出しゲート電極10が形成されている。
５の上方のみを覆い、また読み出しチャンネル８の上方
には、この転送電極７（7a）とは電気的に分離された読
み出しゲート電極10が形成されている。
第２図に、前記第10図に対応する入力パルスのタイミン
グ図を示す。同図において、φFSは読み出しゲート電極
10に印加される入力パルスで有り、第10図におけるφa
及びφcに存在したフィールドシフト期間のVHのみが読
み出しゲート電極10に印加され、このφa及びφcにはVH
は存在しない。
グ図を示す。同図において、φFSは読み出しゲート電極
10に印加される入力パルスで有り、第10図におけるφa
及びφcに存在したフィールドシフト期間のVHのみが読
み出しゲート電極10に印加され、このφa及びφcにはVH
は存在しない。
この図に示すt2及びt3のタイミング時における第１図の
Y1−Y2−Y3部断面のポテンシャル図を第３図に示す。
Y1−Y2−Y3部断面のポテンシャル図を第３図に示す。
同図において、t2時は、フィールドシフト期間であり、
読み出しゲート電極10にVHが印加され、読み出しチャン
ネル８が深くなって、電荷転送部に信号電荷が読み出さ
れた状態を示す。t3時は、読み出しチャンネル８が浅く
なり、電荷転送部に信号電荷が一時蓄積された状態を示
す。
読み出しゲート電極10にVHが印加され、読み出しチャン
ネル８が深くなって、電荷転送部に信号電荷が読み出さ
れた状態を示す。t3時は、読み出しチャンネル８が浅く
なり、電荷転送部に信号電荷が一時蓄積された状態を示
す。
第４図に信号電荷が転送されている状態を前記第14図相
当図を示す。
当図を示す。
同図に示すように、読み出しゲート電極10の電圧を、読
み出しチャンネル８のポテンシャルがΦOFDより浅く、
且つΦLより浅くなるように設定することにより、電荷
転送時の転送電極７の下の信号電荷にフォトダイオード
３中の信号電荷が混入してしまうことを防止することが
できる。
み出しチャンネル８のポテンシャルがΦOFDより浅く、
且つΦLより浅くなるように設定することにより、電荷
転送時の転送電極７の下の信号電荷にフォトダイオード
３中の信号電荷が混入してしまうことを防止することが
できる。
また、転送電極７（7a）は読み出しゲート電極10と電気
的に分離されているため、前記VMの値をΦOFDの値にと
らわれることなく高くすることができ、これによって信
号の混入を防止しつつ転送容量を大きくすることができ
る。
的に分離されているため、前記VMの値をΦOFDの値にと
らわれることなく高くすることができ、これによって信
号の混入を防止しつつ転送容量を大きくすることができ
る。
そして、VMの値をVM＞VOFDで使用できるため、変調度の
高い領域VG＞０を多く使用でき、振幅効率を高くするこ
とができる。
高い領域VG＞０を多く使用でき、振幅効率を高くするこ
とができる。
更に、読み出しゲート電極10と転送電極７（7a）とは、
電気的に分離されているため、フィールドシフト時にVH
が印加されるのは、読み出しゲート電極10のみとなる。
そして、この読み出しゲート電極10は、読み出しチャン
ネル８の上のみを覆っているため、転送電極７（7a）と
ｐ型ウェル層２との間の容量CGa′は、従来の容量C
Ga（第16図）より小さくなる。よって、ｐ型ウェル層２
のフィールドシフト時の前記ポテンシャル変動ΔV
PWは、この容量CGaに比例するために小さくなる。する
と、前記第18図に相当するＱ′PDmaxのフィールドシフ
ト時間tFSの依存性のグラフは、第５図のようになる。
電気的に分離されているため、フィールドシフト時にVH
が印加されるのは、読み出しゲート電極10のみとなる。
そして、この読み出しゲート電極10は、読み出しチャン
ネル８の上のみを覆っているため、転送電極７（7a）と
ｐ型ウェル層２との間の容量CGa′は、従来の容量C
Ga（第16図）より小さくなる。よって、ｐ型ウェル層２
のフィールドシフト時の前記ポテンシャル変動ΔV
PWは、この容量CGaに比例するために小さくなる。する
と、前記第18図に相当するＱ′PDmaxのフィールドシフ
ト時間tFSの依存性のグラフは、第５図のようになる。
同図に示すように、Ｑ′PDmaxのフォトダイオード３の
位置による差が小さくなるので、前記シェーディングの
発生を低減することができる。
位置による差が小さくなるので、前記シェーディングの
発生を低減することができる。
第６図は、第２の実施例を示すもので、前記第１の実施
例を異なる点は、読み出しゲート電極10′を第１層のゲ
ートで形成するとともに、転送電極７′（７′ａ）が形
成される以前の成形プロセスで、この読み出しゲート電
極10′のセルフ・アライン法による不純物イオンの注入
により、電荷転送部のｎ型不純物層５を形成した点にあ
る。
例を異なる点は、読み出しゲート電極10′を第１層のゲ
ートで形成するとともに、転送電極７′（７′ａ）が形
成される以前の成形プロセスで、この読み出しゲート電
極10′のセルフ・アライン法による不純物イオンの注入
により、電荷転送部のｎ型不純物層５を形成した点にあ
る。
このように構成することにより、ｎ型不純物層５の読み
出しチャンネル８への食い込みを、ある一定量の不純物
の横拡散量のみに抑えることができ、これによってｎ型
不純物層５のフォトマスクの合わせずれに読み出しチャ
ンネル８のゲート長が短くなってショートチャンネル効
果が生じてしまうことを防止するようにすることができ
る。
出しチャンネル８への食い込みを、ある一定量の不純物
の横拡散量のみに抑えることができ、これによってｎ型
不純物層５のフォトマスクの合わせずれに読み出しチャ
ンネル８のゲート長が短くなってショートチャンネル効
果が生じてしまうことを防止するようにすることができ
る。
なお、ｎ型不純物層５を読み出しゲート電極10′のセル
フ・アライン法によって形成できるならば、読み出しゲ
ート10′は、第１層目のゲートと限る必要はない。
フ・アライン法によって形成できるならば、読み出しゲ
ート10′は、第１層目のゲートと限る必要はない。
また、前記各実施例は、ｎ型基板の上にｐウェル層を設
けた構造を示しているが、これに限ることはなく、更に
縦形オーバーフロードレインの代りに横形オーバーフロ
ードレインであっても良いことは勿論である。
けた構造を示しているが、これに限ることはなく、更に
縦形オーバーフロードレインの代りに横形オーバーフロ
ードレインであっても良いことは勿論である。
本発明は前記のような構成であるので、信号電荷を転送
する電荷転送部の平面的な面積を増すことなく、しかも
電荷転送部への印加パレスの振幅を大きくすることな
く、電荷転送部の最大転送容量を大きくすることができ
る。
する電荷転送部の平面的な面積を増すことなく、しかも
電荷転送部への印加パレスの振幅を大きくすることな
く、電荷転送部の最大転送容量を大きくすることができ
る。
しかも、信号電荷を読み出す時のウェルのポテンシャル
の変動を小さくして、信号電荷の最大読み出し電荷量の
フォトダイオードの位置毎の不均一を低減して、シェー
デイングを低減することができる。
の変動を小さくして、信号電荷の最大読み出し電荷量の
フォトダイオードの位置毎の不均一を低減して、シェー
デイングを低減することができる。
また、信号電荷を読み出すゲート電極のセルフ・アライ
ンで電荷転送部の不純物層を形成するようにすることに
より、読み出しチャンネルがショートしてしまうことを
防止して、電荷転送部への信号電荷の混入を防止するこ
とができるといった効果がある。
ンで電荷転送部の不純物層を形成するようにすることに
より、読み出しチャンネルがショートしてしまうことを
防止して、電荷転送部への信号電荷の混入を防止するこ
とができるといった効果がある。
第１図乃至第５図は本発明の第１の実施例を示し、第１
図は縦断面図（第８図相当図）、第２図は駆動パルスの
タイミング図、第３図（イ）及び（ロ）は第２図に示す
t2及びt3時における第１図のY1−Y2−Y3部断面のポテン
シャル図、第４図は転送動作時における前記Y1−Y2−Y3
部断面のポテンシャル図、第５図はポテンシャルＱ′
PDmaxのフィールドシフト時間tFSへの依存性を示すグラ
フ、第６図は第２の実施例を示す第１図相当図、第７図
乃至第18図は従来例を示し、第７図は平面図、第８図は
第７図のX1−X2断面図、第９図は第７図のZ1−Z2断面
図、第10図は駆動パルスのタイミング図、第11図（イ）
（ロ）及び（ハ）は第10図に示すt1，t2及びt3時におけ
る第８図のY1−Y2−Y3部断面のポテンシャル図、第12図
（イ）（ロ）及び（ハ）は第10図に示すt4，t5及びt6時
における第９図のP1−P2部のポテンシャル図、第13図は
ゲート電圧VGに対する読み出しチャンネル（ａ）及びｎ
型不純物層（ｂ）の静特性を夫々示すグラフ、第14図は
第４図相当図、第15図はポテンシャルQTmaxのVLへの依
存性を示すグラフ、第16図は電気的等価回路、第17図は
ｐ型ウェル層が変動した時の第11図（ロ）相当図、第18
図は第５図相当図、第19図乃至第21図は他の異なる従来
例を示し、第19図は第８図相当図、第20図は第13図相当
図、第21図は転送電極の電圧が0Vの時の第14図相当図で
ある。 １…ｎ型基板（半導体基板）、２…ｐ型ウェル層、2a…
同薄層部分、３…ｎ型不純物層（フォトダイオード）、
５…ｎ型不純物層（電荷転送部）、７（7a〜7d）…転送
電極（電荷転送部）、８…読み出しチャンネル、10…読
み出しゲート電極。
図は縦断面図（第８図相当図）、第２図は駆動パルスの
タイミング図、第３図（イ）及び（ロ）は第２図に示す
t2及びt3時における第１図のY1−Y2−Y3部断面のポテン
シャル図、第４図は転送動作時における前記Y1−Y2−Y3
部断面のポテンシャル図、第５図はポテンシャルＱ′
PDmaxのフィールドシフト時間tFSへの依存性を示すグラ
フ、第６図は第２の実施例を示す第１図相当図、第７図
乃至第18図は従来例を示し、第７図は平面図、第８図は
第７図のX1−X2断面図、第９図は第７図のZ1−Z2断面
図、第10図は駆動パルスのタイミング図、第11図（イ）
（ロ）及び（ハ）は第10図に示すt1，t2及びt3時におけ
る第８図のY1−Y2−Y3部断面のポテンシャル図、第12図
（イ）（ロ）及び（ハ）は第10図に示すt4，t5及びt6時
における第９図のP1−P2部のポテンシャル図、第13図は
ゲート電圧VGに対する読み出しチャンネル（ａ）及びｎ
型不純物層（ｂ）の静特性を夫々示すグラフ、第14図は
第４図相当図、第15図はポテンシャルQTmaxのVLへの依
存性を示すグラフ、第16図は電気的等価回路、第17図は
ｐ型ウェル層が変動した時の第11図（ロ）相当図、第18
図は第５図相当図、第19図乃至第21図は他の異なる従来
例を示し、第19図は第８図相当図、第20図は第13図相当
図、第21図は転送電極の電圧が0Vの時の第14図相当図で
ある。 １…ｎ型基板（半導体基板）、２…ｐ型ウェル層、2a…
同薄層部分、３…ｎ型不純物層（フォトダイオード）、
５…ｎ型不純物層（電荷転送部）、７（7a〜7d）…転送
電極（電荷転送部）、８…読み出しチャンネル、10…読
み出しゲート電極。
Claims (2)
- 【請求項１】複数の光電変換素子と、この光電変換素子
で発生した信号電荷を一時蓄積して転送する該光電変換
素子に隣接したMOS型電極によって形成された電荷転送
部と、前記光電変換素子で発生した過剰電荷を半導体基
板に排出するオーバーフロードレインとを備えた固体撮
像装置において、前記光電変換素子で発生した信号電荷
を前記電荷転送部に読み出す読み出しゲート電極をこの
電荷転送部の不純物層の上方を覆う転送電極と電気的に
分離された電極によって構成し、前記光電変換素子で発
生し信号電荷を前記電荷転送部へ転送する転送タイミン
グ以外の期間に、信号電荷の転送を受けた前記転送電極
に高レベル電圧（VM）を印加した状態で前記読み出しゲ
ート電極の電位を前記オーバーフロードレインの電位
（ΦOFD）より低電位にすることを特徴とする固体撮像
装置。 - 【請求項２】前記信号電荷を電荷転送部に読み出す読み
出しゲート電極を予め形成し、この電極のセルフ・アラ
インによる不純物イオンの注入により、前記電荷転送部
の不純物層を形成したことを特徴とする請求項１記載の
固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229406A JPH07112057B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63229406A JPH07112057B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 固体撮像装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8288608A Division JPH09139490A (ja) | 1996-10-30 | 1996-10-30 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0277158A JPH0277158A (ja) | 1990-03-16 |
| JPH07112057B2 true JPH07112057B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=16891714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63229406A Expired - Fee Related JPH07112057B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07112057B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100328855B1 (ko) * | 1999-06-30 | 2002-03-14 | 배명진 | 차량용 백 홀더 |
| KR100401591B1 (ko) * | 2001-06-19 | 2003-10-17 | 기아자동차주식회사 | 후크 고정용 브라켓트 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125970A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPS58161367A (ja) * | 1982-03-18 | 1983-09-24 | Sharp Corp | 電荷結合素子及びそれを用いた固体撮像素子 |
| JPS5935468A (ja) * | 1982-08-23 | 1984-02-27 | Sony Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| JPS59208871A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-27 | Nec Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| JPH0666344B2 (ja) * | 1984-02-08 | 1994-08-24 | 三洋電機株式会社 | 電荷結合素子 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP63229406A patent/JPH07112057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0277158A (ja) | 1990-03-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |