JPH07120779B2 - 固体撮像装置のオーバフロードレイン構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、固体撮像装置に関し、特にブルーミング現象
を抑制するための固体撮像装置のオーバフロードレイン
構造に関するものである。さらに、該固体撮像装置のオ
ーバフロードレイン構造の製造方法に関するものであ
る。

［従来の技術およびその課題］ 固体撮像装置は、基本的に光電変換、電荷蓄積および走
査の３つの機能を備えている。そして、モザイク状に配
列された各画素に入射光量に比例した電荷を蓄積させ、
これら各画素を順次電気的にスイッチングして入射光の
強度に比例した電荷量の変化として読出す画像変換装置
である。

固体撮像装置は、大別してインターライン転送形とフレ
ーム転送型の２つに分けられる。従来のインターライン
転送型固体撮像装置の構造について第10図および第11図
を用いて説明する。第10図は、従来の固体撮像装置の平
面構造図である。また第11図は第10図の切断線Ａ−Ａに
沿った方向からの断面構造図である。このような構造の
固体撮像装置は、たとえば特開昭59−105779号公報など
に示されている。

両図を参照して、インターライン転送型の固体撮像装置
は、感光・垂直転送部１、水平電荷転送部２およびオー
バフロードレイン部３とを含む。感光・垂直電荷転送部
１は、さらに光電変換領域４と垂直電荷転送領域５とを
含む。光電変換領域４はｐ型シリコン基板６の主表面に
行列状に配列して形成された複数のｎ型不純物領域７を
含む。

垂直電荷転送領域５はチャネル領域８、絶縁膜９および
転送電極10とを備える。チャネル領域８はｐ型シリコン
基板６主表面に形成されたｎ型不純物領域からなる。転
送電極10は電荷転送方向に整列した複数のポリシリコン
導電層からなる。

光電変換領域４のｎ型不純物領域７と、垂直電極転送領
域５のチャネル領域８との間にはp⁺不純物領域11が形成
されている。また、転送電極10の一部は絶縁膜９を介し
てp⁺不純物領域11の上部を覆うように形成されている。
このp⁺不純物領域11、転送電極10の延在部10aおよび絶
縁膜９とが読出ゲート12を構成する。

オーバフロードレイン部３は光電変換領域４を介して垂
直電荷転送領域５と対向する位置に形成される。オーバ
フロードレイン部３はｐ型シリコン基板６の主表面に形
成されたp⁺不純物領域13、ｎ型不純物領域14と絶縁膜９
を介して形成されたゲート電極15とを備える。オーバフ
ロードレイン部３は光電変換領域４のｎ型不純物領域７
をソース、またｎ型不純物領域14をドレイン、およびp⁺
不純物領域13をチャネルとするMOS（Metal−Oxide Sem
iconcuctor）トランジスタ構造を構成する。

ｐ型シリコン基板６の主表面の所定領域に素子分離用酸
化膜16が形成されている。素子分離用絶縁膜16は互いに
隣接する垂直電荷転送領域５とオーバフロードレイン領
域３との間あるいは整列した光電変換領域４のｎ型不純
物領域７間を絶縁して分離する。

水平電荷転送部２は電荷転送用CCD（Charge Copuled
Device）からなる。

オーバフロードレイン部３は掃出しドレイン17に接続さ
れる。掃出しドレイン17は水平電荷転送部２に対向する
位置に形成される。

次に固体撮像装置の動作について第12A図および第12B図
を用いて説明する。第12A図は、固体撮像装置の平面構
造を模式的に示した平面動作模式図である。第12B図
は、固体撮像装置の動作タイミングチャート図である。
両図を参照して、多数のフォトダイオードからなる光電
変換領域４は読出ゲート12を介して垂直方向に整列した
垂直電荷転送領域５に各々接続されている。光電変換領
域４に光が入射すると、光電変換領域４を構成するフォ
トダイオードに光電荷が生じる。光電荷は垂直ブランキ
ング期間内に蓄積される。そして、読出ゲート12にゲー
トパルスP₂が印加されると一斉に垂直電荷転送領域５側
へ読出される。そして、読出された光電荷は垂直電荷転
送領域５を通して水平電荷転送部２へ転送される。そし
て、１ライン分の信号が水平走査期間ごとに映像信号出
力として取出される。このような機能を電子シャッタ機
能と称す。

一方、有効な光電荷が水平電荷転送部２側へ転送される
垂直有効走査期間内に、光電変換領域４では連続して入
射する光によって余剰電荷が発生する。この余剰電荷を
外部へ掃出するためにオーバフロードレイン構造が動作
する。すなわち、垂直有効走査期間内にオーバフロード
レイン部３のゲート電極15に所定電圧のゲートパルスP₁
が所定時間間隔ごとに印加される。これによって、光電
変換領域４で発生した余剰電荷はｎ型不純物領域14を通
して掃出しドレイン17へ転送された後、外部へ除去され
る。このように、一定時間間隔ごとに有効な光電荷と余
剰電荷とを読出し／掃出し動作を行なうシャッタ機能に
より鮮明な画像を再現することが可能となる。

上記の例は、いわゆる横型オーバフロードレイン構造の
固体撮像装置であり、半導体基板の主表面に、光電変換
部４に並列に設けられたオーバフロードレイン部３を備
えている。したがって、オーバフロードレイン部３を形
成するために半導体基板主表面の光電変換領域が占める
割合が低下し、あるいは基板主表面の必要面積が増大す
るという欠点を有していた。

これに対し、オーバフロードイレン構造による実効的な
光電変換領域などの減少を防止するための考案がなされ
た。この例を第13図を用いて説明する。第13図は、いわ
ゆる縦型オーバフロードレイン構造を有する固体撮像装
置の断面構造図である。このような構造は、たとえば特
開昭63−27057号公報に示されている。

第13図を参照して、本固体撮像装置は、オーバフロード
レイン部３、光電変換領域４、垂直電荷転送領域５およ
び読出ゲート12とを備えている。

ｎ型シリコン基板18の表面にはｐ型不純物領域のｐウェ
ル19が形成されている。さらに、ｐウェル19の表面領域
にはｎ型不純物領域７が形成されている。このｎ型不純
物領域７が位置する領域が光電変換領域４を構成する。

垂直電荷転送領域５は、ｐウェル19表面に形成されたｎ
型不純物領域からなるチャネル領域８および絶縁膜９を
介して形成された転送電極10とを備える。転送電極10は
複数の電極が光電荷の転送方向に整列している。

読出ゲート12は、絶縁膜９を介して形成されたゲート電
極15を備える。そして、このゲート電極15、絶縁膜９お
よびｎ型不純物領域７、チャネル領域８とによってMOS
トランジスタを構成する。

オーバフロードレイン部３はｎ型シリコン基板18の主表
面に形成された凹溝21の内部に構成される。凹溝21の内
表面には絶縁膜22が形成されている。さらに絶縁膜22の
表面上にはゲート電極23が形成されている。このオーバ
フロードレイン部３には、ゲート絶縁膜22、ゲート電極
23と、ｎ型不純物領域７をソース領域、ｎ型シリコン基
板18をドイレン領域とするMOSトランジスタが構成され
る。また、凹溝21の側面のうち、垂直電荷転送領域５側
に位置する側面には高濃度のｐ型不純物領域からなるチ
ャネルストップ領域24が形成されている。

次に、オーバフロードレイン部３の動作について説明す
る。入射光により光電変換領域４のｎ型不純物領域７に
光電荷が発生する。強い入射光により余剰電荷が生じた
場合、ゲート電極23に所定の電圧を印加する。これによ
り、ゲート電極23に対面するｐウェル19領域の表面に反
転層が形成される。余剰電荷はこの反転層を介してｎ型
シリコン基板18側へ掃出される。なお、凹溝31の一方に
はチャネルストップ領域24が形成されている。したがっ
て、ゲート電極23に所定電圧が印加された場合において
も、このチャネルストップ領域24側にチャネルが形成さ
れることがない。この動作によって、素子分離機能を果
たしている。

この縦型オーバフロードレイン構造を有する固体撮像装
置は、従来の横型オーバフロードレイン構造の固体撮像
装置に比べて、オーバフロードレイン部の表面占有面積
を低減することができる。

このように、従来の固体撮像装置は、１つの光電変換領
域に対応して１つのオーバフロードレイン部を有する構
造である。そして、装置の構造の微細化は、オーバフロ
ードレイン部の縮小化にあり、半導体基板主表面上の素
子の配置構造にまで及ぶものではなかった。

したがって、本発明は、素子構造の縮小化が可能であ
り、かつ開口率の改善された固体撮像装置およびその製
造方法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］ 本発明は、所定の光量以上の光が光電変換素子に入射す
る場合に生じる余剰電荷を掃出すための固体撮像装置の
オーバフロードレイン構造であり、主表面を有し、その
主表面に所定の方向に延びて形成され、かつ互いに離隔
する両側面とその両側面を連結する底面とを有する凹溝
を備えた第１導電型の半導体基板と、凹溝の一方の側面
側に隣接し、かつ凹溝の延びる方向に沿って半導体基板
の主表面に整列して形成された複数の第２導電型の第１
不純物領域を備えた第１光電変換素子列と、凹溝の他方
の側面側に隣接し、かつ凹溝の延びる方向に沿って半導
体基板の主表面に整列して形成された複数の第２導電型
の第２不純物領域を備えた第２光電変換素子列と、凹溝
の両側面に各々独立して形成されたチャネル領域と、チ
ャネル領域によって第１不純物領域と第２不純物領域と
から隔てられ、凹溝の側面または底面のいずれかに接し
て形成された第２導電型のドレイン領域と、凹溝の両側
面上および底面上に絶縁膜を介して形成されたゲート電
極とを備えている。

また、本発明の固体撮像装置のオーバフロードレイン構
造の製造方法は、以下の工程を備えている。

a. 半導体基板の主表面の所定領域の半導体基板と同じ
導電型の高濃度の第１不純物領域を形成する工程。

b. 第１不純物領域の表面に素子分離用酸化膜を形成す
る工程。

c. 素子分離用酸化膜をマスクとして半導体基板の表面
に第２導電型の不純物イオンを導入し、光電変換素子を
構成する第２不純物領域を形成する工程。

d. 半導体基板上の所定の位置の素子分離用酸化膜を除
去する工程。

e. 素子分離用酸化膜が除去された第１不純物領域内に
凹溝を形成する工程。

f. 凹溝の両側面および底面に第２導電型の第３不純物
領域を形成する工程。

g. 凹溝の両側面および底面上に絶縁膜を形成する工
程。

h. 絶縁膜の表面上に導電層を形成する工程。

［作用］ 本発明の固体撮像装置のオーバフロードレイン構造は、
互いに隣接する光電変換領域の間に凹溝を形成し、さら
にこの凹溝の内部にオーバフロードレイン構造を構成し
ている。したがって、１つの光電変換領域に１つのオー
バフロードレイン構造を有する従来の固体撮像装置に比
べて、固体撮像装置の主表面に占めるオーバフロードレ
イン領域の割合を低減することができる。これによって
素子構造の微細化が可能となり、また固体撮像装置の開
口率を向上することができる。

さらに、ゲート電極に印加する電圧の値を種々変化させ
ることにより、画素分離機能、ブルーミング抑制機能お
よび電子シャッタ機能の各々を使い分けることができ
る。

また、本発明における固体撮像装置のオーバフロードレ
イン構造の製造方法は、斜めイオン注入法などを用いて
微細な凹溝の内部に濃度や形成深さなどが制御された不
純物領域を容易に形成することができる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例図を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例による固体撮像装置の感光
・垂直電荷転送部１の部分断面斜視図である。第２図
は、第１図の固体撮像装置の平面構造図である。第１図
および第２図を参照して、固体撮像装置は感光・垂直電
荷転送部１と水平電荷転送部２および掃出しドレイン17
とを備える。

感光・垂直電荷転送部１は、さらにオーバフロードレイ
ン部３、光電変換領域４および垂直電荷転送領域５とを
備える。

光電変換領域４はｐ型シリコン基板６の主表面の垂直方
向（第２図の紙面上下方向）に整列した複数のｎ型不純
物領域７を備える。この１つのｎ型不純物領域７が１画
素に相当する。垂直方向に並んだ１列の光電変換領域４
の両側には垂直方向に延びた第１の凹溝25と第２の凹溝
26とが形成されている。第１の凹溝25の両側面には互い
に独立した垂直電荷転送領域５、５が形成されている。
第１の凹溝25の底部は素子分離用絶縁膜27で絶縁分離さ
れている。垂直電荷転送領域５は第１の凹溝25の側面に
形成されたn^-不純物領域（チャネル領域）28とn^-不純物
領域28の表面上に形成された絶縁膜29と、絶縁膜29の表
面上に形成された転送電極30とを備える。転送電極30
は、第１の凹溝25の延びる方向に複数個独立して整列し
て形成されている。転送電極30の一部は光電変換領域４
のｎ型不純物領域７上方へ延在している。転送電極30の
延在部30aが読出ゲート12を構成する。n^-不純物領域28
の上部はp⁺不純物領域31が形成されている。さらに、n^-
不純物領域28,28の周囲にはp⁺不純物領域45が形成され
ている。

第２の凹溝26の内部にはオーバフロードレイン部３が形
成されている。すなわち、第２の凹溝26の側面にはｎ型
不純物領域からなるドイレン領域32が形成されている。
また、第２の凹溝26の内表面には絶縁膜33を介してゲー
ト電極34が形成されている。さらに、第２の凹溝26の上
部表面近傍にはp⁺不純物領域のチャネル領域35が形成さ
れている。そして、ゲート電極34、絶縁膜33、チャネル
領域35を備え、光電変換領域４のｎ型不純物領域７をソ
ース領域、ｎ型不純物領域32をドレイン領域とするMOS
トランジスタ構造が構成されている。オーバフロードレ
イン部３のドレイン領域32は掃出しドレイン17に接続さ
れている。

次に、固体撮像装置のオーバフロードレイン部の動作に
ついて第１図および第２図を参照して説明する。本実施
例のオーバフロードレイン部３は素子分離機能、ブルー
ミング抑制機能および電子シャッタ機能の３つの働きを
なす。

まず、素子分離機能について説明する。オーバフロード
レイン部３にはMOSトランジスタ構造が構成されてい
る。MOSトランジスタ構造は互いに隣接するｎ型不純物
領域７、７をソース領域、ドレイン領域32をドレイン領
域とするトランジスタ構造である。したがって、ゲート
電極34に所定の電位を印加することにより、このMOSト
ランジスタを常時OFF状態に保つことができる。これに
より、互いに隣接するｎ型不純物領域７、７の間は絶縁
分離される。

次に、ブルーミング抑制機能について説明する。光電変
換領域４に強い光が入射するとｎ型不純物領域７付近に
過剰電荷が発生する。この過剰電荷が垂直電荷転送領域
５のチャネル領域28に混入するといわゆるブルーミング
現象が生じる。このために、余剰電荷が発生した際、オ
ーバフロードレイン部３のゲート電極34に所定の電位を
印加し、MOSトランジスタをONすることにより、余剰電
荷をドレイン領域32に掃出すことができる。これによ
り、余剰電荷が信号電荷に混入するのを防止することが
できる。

次に電子シャッタ機能であるが、この機能については既
に従来の記述の章で述べてあるので、ここでの説明を省
略する。

第３図には、固体撮像装置の信号電荷および余剰電荷の
転送状態が模式的に示されている。図中実線で示される
信号電荷は光電変換領域４から垂直電荷転送領域５を介
して水平電荷転送部２に転送される。その後、水平電荷
転送部２の転送動作により外部へ出力される。また、図
中点線で示される余剰電荷は光電変換領域４からオーバ
フロードレイン部３を通して掃出しドレイン17に到達す
る。その後、掃出しドレイン17を通過して外部へ排出さ
れる。

次に、第１図および第２図に示される固体撮像装置の製
造方法について第4A図ないし第4G図を用いて説明する。

まず、第4A図に示すように、ｐ型シリコン基板６の主表
面上に所定の開口部を有するレジストパターン36を形成
する。次にレジストパターン36をマスクとしてｐ型シリ
コン基板６表面にｐ型不純物イオン37をイオン注入す
る。このイオン注入によりp⁺不純物領域35が形成され
る。

次に、LOCOS（Local Oxidation of Silicon）を用い
て、p⁺不純物領域35の表面にフィールド分離酸化膜38を
形成する。さらに、フィールド分離酸化膜38をマスクと
してｐ型シリコン基板６表面にｎ型不純物イオン39をイ
オン注入する。これにより光電変換領域４のｎ型不純物
領域７、７が形成される。

さらに、第4C図に示すように、フィールド分離酸化膜38
をエッチング除去する。その後、フィールド分離酸化膜
38が除去された領域に第２の凹溝26を形成する。

さらに、第4D図に示すように、斜めイオン注入法を用い
て、第２の凹溝26の内側面にp⁺不純物領域40を形成す
る。

さらに、第4E図に示すように、再度斜めイオン注入法を
用いて、第２の凹溝26の内表面に、p⁺不純物領域40より
浅いn^-不純物領域32を形成する。

次に、第4F図に示すように、CVD（Chemical Vapor De
position）法を用いてｐ型シリコン基板６の表面および
第２の凹溝26の内表面に絶縁膜33を形成する。

そして、第4G図に示すように、絶縁膜33の表面上にCVD
法を用いてポリシリコン層34を堆積する。その後、ポリ
シリコン層34および絶縁膜33を所定の形状にパターニン
グする。これによって、オーバフロードイン部３の絶縁
膜33およびゲート電極34が形成される。

次に、本発明の第２の実施例による固体撮像装置の構造
について第５図を用いて説明する。第５図は、第２の実
施例の固体撮像装置の断面構造図である。第２の実施例
は、第１の実施例に対して、垂直電荷転送領域５がｐ型
シリコン基板６の主表面に形成されたものである。そし
て、オーバフロードレイン部３は第１の実施例と同様に
凹溝26の内部に形成されている。さらに、オーバフロー
ドレイン部３の両側部には光電変換領域４、４が配列さ
れている。

また、オーバフロードレイン部３の機能においても、第
１実施例と同様に素子分離機能、ブルーミング抑制機能
および電子シャッタ機能の３つの機能を有している。

次に、この第２の実施例の固体撮像装置の製造方法につ
いて第6A図ないし第6E図を用いて説明する。

まず、第6A図に示すように、ｐ型シリコン基板６表面の
所定領域にフィールド分離酸化膜38を形成する。次に、
フィールド分離酸化膜38をマスクとしてｐ型シリコン基
板６表面にｎ型不純物イオン39をイオン注入する。これ
によりｎ型不純物領域７が形成される。

次に、第6B図に示すように、ｐ型シリコン基板６の表面
に所定のパターンを有するレジストパターン36aを形成
する。そして、レジストパターン36aを用いてｐ型シリ
コン基板６中に凹溝26を形成する。

さらに、第6C図に示すように、斜めイオン注入法を用い
て凹溝26の内表面にｎ型不純物領域のドレイン領域32を
形成する。

さらに、第6D図に示すように、再度斜めイオン注入法を
用いて凹溝26の上部表面領域にp⁺不純物領域35、35を形
成する。

その後、第6E図に示すように、レジストパターン36aを
除去した後、ｐ型シリコン基板６表面および凹溝26の内
表面上にCVD法を用いて絶縁膜33を堆積する。さらに、
絶縁膜33の表面上にCVD法を用いてポリシリコン層34を
堆積する。そして、ポリシリコン層34を所定の形状にパ
ターニングすることにより、ゲート電極34を形成する。

以上の工程によりオーバフロードレイン部３および光電
変換領域４が形成される。

次に、第２の実施例の固体撮像装置の他の製造方法につ
いて第7A図ないし第7F図を用いて説明する。

まず、第7A図に示すように、ｐ型シリコン基板６の表面
上にｎ型不純物イオン39をイオン注入する。これによ
り、ｎ型不純物領域７が形成される。

次に、第7B図に示すように、ｐ型シリコン基板６の表面
上に所定のパターンを有するレジストパターン36aを形
成する。次に、このレジストパターン36aをマスクとし
てｐ型シリコン基板６表面にｐ型不純物イオン37をイオ
ン注入する。これにより、ｐ型シリコン基板６の所定領
域にp⁺不純物領域35を形成する。

さらに、第7C図に示すように、レジストパターン36aを
除去した後、再度所定の開口パターンを有するレジスト
パターン36bを形成する。そして、このレジストパター
ン36bを用いてｐ型シリコン基板６中に凹溝26を形成す
る。

さらに、第7D図に示すように、斜めイオン注入法を用い
て、凹溝26の内表面にｎ型不純物イオン39をイオン注入
する。これにより、凹溝26の内表面に沿ってｎ型不純物
領域からなるドレイン領域32が形成される。

その後、第7E図に示すように、レジストパターン36bを
除去した後、型シリコン基板６表面上および凹溝26の内
表面上にCVD法を用いて絶縁膜33を形成する。

さらに、第7F図に示すように、絶縁膜33の表面上にCVD
法を用いてポリシリコン層34を堆積する。その後、この
ポリシリコン層34をパターリングし、ゲート電極34を形
成する。

以上の工程により固体撮像装置のオーバフロードレイン
部３および光電変換領域４が製造される。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。第８図
は、第３の実施例による固体撮像装置の断面構造図を示
している。この実施例においては、オーバフロードレイ
ン部のトランジスタ構造に特徴を有する。すなわち、高
濃度のｎ型不純物領域が凹溝26の底部に形成されてい
る。そして、この高濃度のｎ型不純物領域がドレイン領
域32を構成している。そして、凹溝26の両側面に位置す
るｐ型シリコン基板６領域がチャネル領域を構成する。
このような構造においては、光電変換領域４のｎ型不純
物領域７とオーバフロードレインのドレイン領域32との
距離を十分に確保することが可能となる。したがって、
この両者間のパンチスルー現象によるリークを抑制する
ことが可能となる。また、ｐ型シリコン基板６の深い部
分に設けたドレイン領域32は、半導体基板中の浮遊イオ
ンのシンクとして作用する。したがって、スメア低減に
対しても効果を発揮することができる。なお、凹溝26の
側面に位置するチャネル領域には、このオーバフロード
レイン部３を構成するMOSトランジスタのしきい値制御
のための不純物が導入されても構わない。さらに、ドレ
イン領域32は高濃度の不純物領域で構成されるため、そ
の抵抗値を低減することができる。

さらに、本発明の第４の実施例について説明する。第９
図は、第４の実施例の固体撮像装置の断面構造図であ
る。本実施例においてもその特徴点はオーバフロードレ
イン部のトランジスタ構造にある。すなわち、凹溝26の
上部表面にはp⁺不純物領域の制御チャネル35が形成され
る。さらに、この制御チャネル35に連なる凹溝26の側面
には低濃度のｎ型不純物領域からなる低濃度オーバフロ
ードレイン部32aが形成される。さらに、凹溝26の底部
には高濃度のｎ型不純物領域からなる高濃度オーバフロ
ードレイン領域32bが形成されている。

凹溝26の側壁のオーバフロードレイン32aは制御チャネ
ル35の濃度よりも低濃度である必要がある。しかし、こ
の低濃度のオーバフロードレイン32aのみでは、抵抗値
が高く、この領域のみで余剰電荷を伝送することが困難
である。そこで、凹溝26の底部に形成した高濃度のオー
バフロードレイン部32bを通して余剰電荷が速やかに掃
出される。

このように、本発明の固体撮像装置は、互いに隣接する
光電変換領域間に凹溝を形成し、この凹溝の内部にオー
バフロードレイン部を構成したので、半導体基板表面に
占める光電変換領域の割合を拡大することができる。た
とえば一例として、第10図、第11図に示される横型オー
バフロードレイン構造を有する固体撮像装置に比べて光
電変換領域の受光面が約1.7倍、開口率が約31％から52
％に改善される。これにより、固体撮像装置の感度ある
いはダイナミックレンジの向上が図れる。

なお、上記実施例においては、固体撮像装置をｐ型シリ
コン基板を用いた場合について説明したが、これに限定
されることなくｎ型シリコン基板上に構成したものであ
っても構わない。

［発明の効果］ このように、本発明によれば光電変換領域の間に凹溝を
形成し、この凹溝の内部にオーバフロードレイン構造を
構成したので、光電変換領域の受光面を拡大し、固体撮
像装置の開口率が改善され、感度およびダイナミックレ
ンジの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例による固体撮像装置の
断面構造斜視図である。第２図は、第１図の固体撮像装
置の平面構造図である。第３図は、本発明の第１の実施
例の固体撮像装置の動作を説明するための動作説明図で
ある。第4A図ないし第4G図は、本発明の第１の実施例の
固体撮像装置の製造工程を順に示した製造工程断面図で
ある。第５図は、本発明の第２の実施例による固体撮像
装置の断面構造図である。第6A図、第6B図、第6C図、第
6D図、第6E図は、第５図に示した固体撮像装置の製造工
程を順に示した製造工程断面図である。また、第7A図、
第7B図、第7C図、第7D図、第7E図、第7F図は、第５図に
示す固体撮像装置の他の製造方法を順に示した製造工程
断面図である。第８図は、本発明の第３実施例による固
体撮像装置の断面構造図である。第９図は、本発明の第
４の実施例による固体撮像装置の断面構造図である。 第10図は、従来の固体撮像装置の平面構造図である。第
11図は、第10図に示した固体撮像装置の切断線Ａ−Ａに
沿った方向からの断面構造図である。第12A図は、第10
図および第11図に示す従来の固体撮像装置の動作を説明
するための動作説明図である。第12B図は、第12A図に示
す固体撮像装置の動作を説明するためのタイミングチャ
ート図である。第13図は、従来の他の例を示す固体撮像
装置の断面構造図である。 図において、１は感光・垂直電荷転送部、２は水平電荷
転送部、３はオーバフロードレイン部、４は光電変換領
域、５は垂直電荷転送領域、６はｐ型シリコン基板、７
はｎ型不純物領域、12は読出ゲート、26は第２の凹溝、
32はドレイン領域、33は絶縁膜、34はゲート電極、35は
p⁺不純物領域（チャネル領域）を示している。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の光量以上の光が光電変換素子に入射
   した場合に生じる余剰電荷を掃出すための固体撮像装置
   のオーバフロードレイン構造であって、 主表面を有し、その主表面に所定の方向に延びて形成さ
   れ、かつ互いに離隔する両側面とその両側面を連結する
   底面とを有する凹溝を備えた第１導電型の半導体基板
   と、 前記凹溝の一方の側面側に隣接し、かつ前記凹溝の延び
   る方向に沿って前記半導体基板の主表面に整列して形成
   された複数の第２導電型の第１不純物領域を備えた第１
   光電変換素子列と、 前記凹溝の他方の側面側に隣接し、かつ前記凹溝の延び
   る方向に沿って前記半導体基板の主表面に整列して形成
   された複数の第２導電型の第２不純物領域を備えた第２
   光電変換素子列と、 前記凹溝の両側面に各々独立して形成されたチャネル領
   域と、 前記チャネル領域によって前記第１不純物領域と前記第
   ２不純物領域とから隔てられ、前記凹溝の側面または底
   面のいずれかに接して形成された第２導電型のドレイン
   領域と、 前記凹溝の両側面上および底面上に絶縁膜を介して形成
   されたゲート電極とを備えた、固体撮像装置のオーバフ
   ロードレイン構造。
2. 【請求項２】所定の光量以上の光が光電変換素子に入射
   した場合に生じる余剰電荷を掃出すための固体撮像装置
   のオーバフロードレイン構造の製造方法であって、 半導体基板の主表面の所定の領域に前記半導体基板と同
   じ第１導電型の高濃度の第１不純物領域を形成する工程
   と、 前記第１不純物領域の表面に素子分離用酸化膜を形成す
   る工程と、 前記素子分離用酸化膜をマスクとして前記半導体基板の
   表面に第２導電型の不純物イオンを導入し、前記光電変
   換素子を構成する第２不純物領域を形成する工程と、 前記半導体基板上の所定の位置の前記素子分離用酸化膜
   を除去する工程と、 前記素子分離用酸化膜が除去された前記第１不純物領域
   内に凹溝を形成する工程と、 前記凹溝の両側面および底面に第２導電型の第３不純物
   領域を形成する工程と、 前記凹溝の両側面上および底面上に絶縁膜を形成する工
   程と、 前記絶縁膜の表面上に導電層を形成する工程とを備え
   た、固体撮像装置のオーバフロードレイン構造の製造方
   法。