JPH07120773B2 - インタライン型固体撮像素子 - Google Patents
インタライン型固体撮像素子Info
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- JPH07120773B2 JPH07120773B2 JP61214456A JP21445686A JPH07120773B2 JP H07120773 B2 JPH07120773 B2 JP H07120773B2 JP 61214456 A JP61214456 A JP 61214456A JP 21445686 A JP21445686 A JP 21445686A JP H07120773 B2 JPH07120773 B2 JP H07120773B2
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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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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固体撮像素子に関し、とくにインタライン型
固体撮像素子に関する。
固体撮像素子に関する。
〔従来の技術〕 近年、固体撮像素子は、その撮像性能が急速に進歩し、
家庭用のみならず放送用、産業用、科学用のビデオカメ
ラに使用され始めた。また、将来の高精細度テレビジョ
ン、電子スティールカメラへの応用をはかるべく、より
高解像度化、高密度化をはかる動きも活発である。
家庭用のみならず放送用、産業用、科学用のビデオカメ
ラに使用され始めた。また、将来の高精細度テレビジョ
ン、電子スティールカメラへの応用をはかるべく、より
高解像度化、高密度化をはかる動きも活発である。
ところで、このような固体撮像素子を実現するには、素
子の高密度化にともなうダイナミックレンジ、感度の低
下を克服することが必須の課題となっている。とくに、
電荷結合素子を用いてインタライン型の固体撮像素子で
は、平面的に素子を形成しているため活性領域が有効に
活用されておらず、このような不都合を引き起こしてい
る。
子の高密度化にともなうダイナミックレンジ、感度の低
下を克服することが必須の課題となっている。とくに、
電荷結合素子を用いてインタライン型の固体撮像素子で
は、平面的に素子を形成しているため活性領域が有効に
活用されておらず、このような不都合を引き起こしてい
る。
第２図は、従来のインタライン型固体撮像素子の単位セ
ルの断面図を示す。なお、本例では、Ｎチャネル素子を
例として説明する。
ルの断面図を示す。なお、本例では、Ｎチャネル素子を
例として説明する。
この従来例は、N-型領域３を要素とするホトダイオー
ド、伝達ゲート（のチャネル）部６及びＮ型の埋込チャ
ネル４と転送電極８を含む垂直転送レジスタ部からなる
組が、間にチャネルストッパ５からなる絶縁分離領域を
介して複数組並列にＮ型半導体基板（シリコン基板）１
に集積されてなるインタライン型固体撮像素子である。
なお、２はＮ型半導体基板の一主面内に選択的に形成さ
れたＰウェルで、接合の位置が浅い部分2aと深い部分2b
とを有している。
ド、伝達ゲート（のチャネル）部６及びＮ型の埋込チャ
ネル４と転送電極８を含む垂直転送レジスタ部からなる
組が、間にチャネルストッパ５からなる絶縁分離領域を
介して複数組並列にＮ型半導体基板（シリコン基板）１
に集積されてなるインタライン型固体撮像素子である。
なお、２はＮ型半導体基板の一主面内に選択的に形成さ
れたＰウェルで、接合の位置が浅い部分2aと深い部分2b
とを有している。
また、本例では、ブルーミング抑制のため縦型オーバフ
ロードレイン構造となっている。従来素子では、図に示
すように、ホトダイオード、垂直転送レジスタ、伝達ゲ
ート部６、絶縁分離領域の各領域が、半導体基板の同一
表面上に平面的に形成されていた。この伝達ゲート部、
絶縁分離領域の面積は、素子が高密度化されたときに単
位セル面積内で大きな割合を占める。このため、素子が
高密度化されたときには、ホトダイオードあるいは垂直
転送レジスタ等の活性領域の面積が大きく低減し、素子
のダイナミックレンジが低下していた。また、光電変換
領域の面積も低下し光感度が減少する。すなわち、外部
からの光は光遮蔽膜９の開口部から素子内部に入射する
わけであるが、前述したように各領域が、半導体基板の
同一表面上に平面的に形成されていたため、単位セルの
一部分のみしかホトダイオードの開口部として有効に利
用されていないためである。
ロードレイン構造となっている。従来素子では、図に示
すように、ホトダイオード、垂直転送レジスタ、伝達ゲ
ート部６、絶縁分離領域の各領域が、半導体基板の同一
表面上に平面的に形成されていた。この伝達ゲート部、
絶縁分離領域の面積は、素子が高密度化されたときに単
位セル面積内で大きな割合を占める。このため、素子が
高密度化されたときには、ホトダイオードあるいは垂直
転送レジスタ等の活性領域の面積が大きく低減し、素子
のダイナミックレンジが低下していた。また、光電変換
領域の面積も低下し光感度が減少する。すなわち、外部
からの光は光遮蔽膜９の開口部から素子内部に入射する
わけであるが、前述したように各領域が、半導体基板の
同一表面上に平面的に形成されていたため、単位セルの
一部分のみしかホトダイオードの開口部として有効に利
用されていないためである。
以上述べたように、従来素子では、素子が高密度化され
たときにダイナミックレンジの低下、光感度の低下など
が発生する。
たときにダイナミックレンジの低下、光感度の低下など
が発生する。
本発明の目的は、このようなダイナミックレンジの低
下、光感度の低下などの問題を抑止した固体撮像素子を
提供することにある。
下、光感度の低下などの問題を抑止した固体撮像素子を
提供することにある。
本発明のインタライン型固体撮像素子は、光電変換素子
部、伝達ゲート部及び垂直転送レジスタ部からなる組が
間に絶縁分離領域を介して複数組並列配置されて半導体
基板に集積されてなるインタライン型固体撮像素子にお
いて、前記半導体基板の一主面から深さ方向に掘られた
断面Ｕ字型の溝を有し、前記伝達ゲート部を前記溝の一
側壁部に、前記垂直転送レジスタ部を前記溝の底部に、
前記絶縁分離領域を前記一側壁部と対向する他の側壁部
に設けたことを特徴としている。
部、伝達ゲート部及び垂直転送レジスタ部からなる組が
間に絶縁分離領域を介して複数組並列配置されて半導体
基板に集積されてなるインタライン型固体撮像素子にお
いて、前記半導体基板の一主面から深さ方向に掘られた
断面Ｕ字型の溝を有し、前記伝達ゲート部を前記溝の一
側壁部に、前記垂直転送レジスタ部を前記溝の底部に、
前記絶縁分離領域を前記一側壁部と対向する他の側壁部
に設けたことを特徴としている。
本発明のインタライン型固体撮像素子では、光電変換素
子部に隣接して半導体基板に断面Ｕ字形の溝が形成さ
れ、垂直転送レジスタ部が溝掘りされた底部に形成さ
れ、伝達ゲート、絶縁分離領域が、この溝の側面部に形
成される。したがって、平面的には光電変換部、垂直転
送レジスタ部のみが形成されることになり単位セル内で
活性領域を有効に配分できる。
子部に隣接して半導体基板に断面Ｕ字形の溝が形成さ
れ、垂直転送レジスタ部が溝掘りされた底部に形成さ
れ、伝達ゲート、絶縁分離領域が、この溝の側面部に形
成される。したがって、平面的には光電変換部、垂直転
送レジスタ部のみが形成されることになり単位セル内で
活性領域を有効に配分できる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す半導体チップの単位セ
ル部の断面図である。
ル部の断面図である。
この実施例は、N-型領域３を要素とするホトダイオード
からなる光電変換素子部、伝達ゲート部６及びＮ型の埋
込みチャネル４と転送電極８を含む垂直転送レジスタ部
からなる組が間にP+型のチャネルストッパ５からなる絶
縁分離領域を介して複数組並列配置されてＮ型半導体
（シリコン）基板１に集積されてなるインタライン型固
体撮像素子において、Ｎ型半導体基板１の一主面から深
さ方向に掘られた断面Ｕ字型の溝（以下Ｕ溝と略す）を
有し、伝達ゲート部６をＵ溝の一側壁部に、垂直転送レ
ジスタ部をＵ溝の底部に、絶縁分離領域を前述の一側壁
部と対向する他の側壁部に設けてなるものである。
からなる光電変換素子部、伝達ゲート部６及びＮ型の埋
込みチャネル４と転送電極８を含む垂直転送レジスタ部
からなる組が間にP+型のチャネルストッパ５からなる絶
縁分離領域を介して複数組並列配置されてＮ型半導体
（シリコン）基板１に集積されてなるインタライン型固
体撮像素子において、Ｎ型半導体基板１の一主面から深
さ方向に掘られた断面Ｕ字型の溝（以下Ｕ溝と略す）を
有し、伝達ゲート部６をＵ溝の一側壁部に、垂直転送レ
ジスタ部をＵ溝の底部に、絶縁分離領域を前述の一側壁
部と対向する他の側壁部に設けてなるものである。
次に、この実施例の形成方法について述べる。
まず、Ｎ型半導体基板１の所定領域にＰ型不純物を導入
してＰウェル２を形成する。このＰウェル２は浅い部分
2aと深い部分2bとを有している。次に、Ｐウェル２の表
面からＮ型不純物を選択的に導入してN-型領域３を形成
し、このN-型領域３に隣接してＵ溝を形成する。次にＵ
溝を酸化シリコンで埋める。それには例えばシラノール
のアルコール溶液を塗布して熱処理を行えばよい。次に
この酸化シリコンをＵ溝の片側と底部に残して除去す
る。このようにして露出したＵ溝の側壁部にＰ型不純物
を導入すればチャネルストッパ５を形成することができ
る。次に、前述の酸化シリコンを除去したのち、このＵ
溝の底部に、イオン注入等により電荷転送レジスタ部の
埋込チャネル４を形成する。所定の熱酸化を行なったの
ち、素子表面にゲート酸化膜を形成し、前述のＵ溝に多
結晶シリコン等を埋め込み、パターニングを行ない、転
送電極８を形成する。つぎに、この転送電極上部に例え
ばAlからなる光遮蔽膜９を形成して素子の主要工程が完
成する。
してＰウェル２を形成する。このＰウェル２は浅い部分
2aと深い部分2bとを有している。次に、Ｐウェル２の表
面からＮ型不純物を選択的に導入してN-型領域３を形成
し、このN-型領域３に隣接してＵ溝を形成する。次にＵ
溝を酸化シリコンで埋める。それには例えばシラノール
のアルコール溶液を塗布して熱処理を行えばよい。次に
この酸化シリコンをＵ溝の片側と底部に残して除去す
る。このようにして露出したＵ溝の側壁部にＰ型不純物
を導入すればチャネルストッパ５を形成することができ
る。次に、前述の酸化シリコンを除去したのち、このＵ
溝の底部に、イオン注入等により電荷転送レジスタ部の
埋込チャネル４を形成する。所定の熱酸化を行なったの
ち、素子表面にゲート酸化膜を形成し、前述のＵ溝に多
結晶シリコン等を埋め込み、パターニングを行ない、転
送電極８を形成する。つぎに、この転送電極上部に例え
ばAlからなる光遮蔽膜９を形成して素子の主要工程が完
成する。
本発明による素子では、図に示すように、ホトダイオー
ドに隣接して設けられたＵ溝を、素子表面に対して概ね
垂直に形成させることができるため、従来素子において
必要とされていたチャネルストッパ部、トランスファゲ
ート部の領域を立体的に構成でき、平面的には、除去す
ることができる。したがって、従来のチャネルストッパ
部、伝達ゲート部の領域をホトダイオード、垂直転送レ
ジスタ部として用いることが可能となり、素子の活性領
域を有効に活用できる。すなわち、ホトダイオード、垂
直転送レジスタ部の面積を従来素子に比べて大きくで
き、この結果、従来問題となっていた素子のダイナミッ
クレンジの低下、光感度の低下等の問題が解消される。
ドに隣接して設けられたＵ溝を、素子表面に対して概ね
垂直に形成させることができるため、従来素子において
必要とされていたチャネルストッパ部、トランスファゲ
ート部の領域を立体的に構成でき、平面的には、除去す
ることができる。したがって、従来のチャネルストッパ
部、伝達ゲート部の領域をホトダイオード、垂直転送レ
ジスタ部として用いることが可能となり、素子の活性領
域を有効に活用できる。すなわち、ホトダイオード、垂
直転送レジスタ部の面積を従来素子に比べて大きくで
き、この結果、従来問題となっていた素子のダイナミッ
クレンジの低下、光感度の低下等の問題が解消される。
以上述べたように、本発明によれば、従来素子において
平面的に形成されていたチャネルストッパ部、伝達ゲー
ト部を除去でき、その分をホトダイオード、垂直転送レ
ジスタ部として使用できるため、素子の活性領域の面積
を大きくでき、ダイナミックレンジの向上、光感度の向
上に寄与しうる。
平面的に形成されていたチャネルストッパ部、伝達ゲー
ト部を除去でき、その分をホトダイオード、垂直転送レ
ジスタ部として使用できるため、素子の活性領域の面積
を大きくでき、ダイナミックレンジの向上、光感度の向
上に寄与しうる。
第１図は、本発明の一実施例を示す半導体チップの単位
セルの断面図、第２図は、従来の一例を示す半導体チッ
プの単位セルの断面図である。 １……Ｎ型半導体基板、２……Ｐウェル、2a……Ｐウェ
ルの浅い部分、2b……Ｐウェルの深い部分、３……N-型
領域、４……埋込チャネル、５……チャネルストッパ、
６……伝達ゲート部、７……シリコン酸化膜、８……転
送電極、９……光遮蔽膜。
セルの断面図、第２図は、従来の一例を示す半導体チッ
プの単位セルの断面図である。 １……Ｎ型半導体基板、２……Ｐウェル、2a……Ｐウェ
ルの浅い部分、2b……Ｐウェルの深い部分、３……N-型
領域、４……埋込チャネル、５……チャネルストッパ、
６……伝達ゲート部、７……シリコン酸化膜、８……転
送電極、９……光遮蔽膜。
Claims (1)
- 【請求項１】光電変換素子部、伝達ゲート部及び垂直転
送レジスタ部からなる組が間に絶縁分離領域を介して複
数組並列に半導体基板に集積されてなるインタライン型
固体撮像素子において、前記半導体基板の一主面から深
さ方向に掘られた断面Ｕ字型の溝を有し、前記伝達ゲー
ト部を前記溝の一側壁部に、前記垂直転送レジスタ部を
前記溝の底部に、前記絶縁分離領域を前記一側壁部と対
向する他の側壁部に設けたことを特徴とするインタライ
ン型固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61214456A JPH07120773B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | インタライン型固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61214456A JPH07120773B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | インタライン型固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6369264A JPS6369264A (ja) | 1988-03-29 |
| JPH07120773B2 true JPH07120773B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16656048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61214456A Expired - Fee Related JPH07120773B2 (ja) | 1986-09-10 | 1986-09-10 | インタライン型固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120773B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01280354A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPH0831587B2 (ja) * | 1989-09-25 | 1996-03-27 | 日本電気株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61174765A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-06 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
-
1986
- 1986-09-10 JP JP61214456A patent/JPH07120773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6369264A (ja) | 1988-03-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |