JPH0715981B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH0715981B2 JPH0715981B2 JP60271858A JP27185885A JPH0715981B2 JP H0715981 B2 JPH0715981 B2 JP H0715981B2 JP 60271858 A JP60271858 A JP 60271858A JP 27185885 A JP27185885 A JP 27185885A JP H0715981 B2 JPH0715981 B2 JP H0715981B2
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- semiconductor substrate
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Links
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 43
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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
- H01L27/14887—Blooming suppression
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、団体撮像装置に関するものである。
従来の技術 従来、Ｐウェル型固体撮像装置は、第２図に示す構造で
あった。第２図ｂは受光部の断面膜式図であり、第２図
ａは第２図ｂのＢ−Ｂ′方向の不純物の濃度分布を示し
たものである。第２図ｂにおいて、21は、低濃度Ｎ形シ
リコン基板、22は、酸素折出による結晶欠陥、24は、低
濃度Ｎ形エピタキシャル層、25は、低濃度Ｐ形層、26
は、Ｎ形領域である。実効的な受光領域は、Ｐ形層25と
Ｎ形領域26で形成される。なお、結晶欠陥22は、拡散プ
ロセス中に起こる、基板に含まれる過飽和酸素による表
面欠陥発生の抑制のために形成されたものであり、低濃
度Ｎ形エピタキシャル層24は、基板の不純物ストリェー
ションによる光学特性の劣化を抑制するためになされた
ものである。以上２点は、現状の基板を用いる限りは、
Ｐウェル型固体撮像装置においては、必要条件である。
あった。第２図ｂは受光部の断面膜式図であり、第２図
ａは第２図ｂのＢ−Ｂ′方向の不純物の濃度分布を示し
たものである。第２図ｂにおいて、21は、低濃度Ｎ形シ
リコン基板、22は、酸素折出による結晶欠陥、24は、低
濃度Ｎ形エピタキシャル層、25は、低濃度Ｐ形層、26
は、Ｎ形領域である。実効的な受光領域は、Ｐ形層25と
Ｎ形領域26で形成される。なお、結晶欠陥22は、拡散プ
ロセス中に起こる、基板に含まれる過飽和酸素による表
面欠陥発生の抑制のために形成されたものであり、低濃
度Ｎ形エピタキシャル層24は、基板の不純物ストリェー
ションによる光学特性の劣化を抑制するためになされた
ものである。以上２点は、現状の基板を用いる限りは、
Ｐウェル型固体撮像装置においては、必要条件である。
実動作としては、Ｐ形層25は、OVに接地され、Ｎ形シリ
コン基板21とＮ形領域26は、Ｐ形層25に対して逆バイア
スされている。そして、第２図の固定撮像装置で必要な
ブルーミング抑制を行なうためには、Ｐ形層25を完全に
空乏化しなければならない。そのためには、特に、Ｎ形
シリコン基板21に加える電圧（以下、基板電圧と呼ぶ）
は重要である。少なくとも、基板電圧は、通常の駆動電
圧（20V以下）にする必要がある。
コン基板21とＮ形領域26は、Ｐ形層25に対して逆バイア
スされている。そして、第２図の固定撮像装置で必要な
ブルーミング抑制を行なうためには、Ｐ形層25を完全に
空乏化しなければならない。そのためには、特に、Ｎ形
シリコン基板21に加える電圧（以下、基板電圧と呼ぶ）
は重要である。少なくとも、基板電圧は、通常の駆動電
圧（20V以下）にする必要がある。
前記、基板電圧を決める要因は、Ｐ形層25の不純物分布
（濃度，深さ）およびＮ形シリコン基板21の濃度であ
る。そして、それらの関係は、プロセスの安定性から、
Ｎ形シリコン基板21は、低濃度のものが用いられ撮像装
置の分光特性の要求から、Ｐ形層23は、拡散長は深く、
低濃度のものが必要であった。
（濃度，深さ）およびＮ形シリコン基板21の濃度であ
る。そして、それらの関係は、プロセスの安定性から、
Ｎ形シリコン基板21は、低濃度のものが用いられ撮像装
置の分光特性の要求から、Ｐ形層23は、拡散長は深く、
低濃度のものが必要であった。
発明が解決しようとする問題点 このような従来の構造では、撮像装置の光学的特性およ
びプロセス安定性を同時に満たそうとすると基板電圧は
必然的に高くなる。基板電圧を低くするには、基板の不
純物濃度を上げるか、あるいはＰ形層の不純物濃度を下
げるか拡散長を短くする必要がある。しかし、前者はプ
ロセス変動に敏感になり、後者は、光学的特性が劣化す
るとかプロセス条件の自由度が減少するなどの問題点が
あった。
びプロセス安定性を同時に満たそうとすると基板電圧は
必然的に高くなる。基板電圧を低くするには、基板の不
純物濃度を上げるか、あるいはＰ形層の不純物濃度を下
げるか拡散長を短くする必要がある。しかし、前者はプ
ロセス変動に敏感になり、後者は、光学的特性が劣化す
るとかプロセス条件の自由度が減少するなどの問題点が
あった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、光学的特
性を劣化させることなく、基板電圧の低電圧化が図れし
かも、プロセス変動に、あまり影響されない構造を得る
ことを目的とするものである。
性を劣化させることなく、基板電圧の低電圧化が図れし
かも、プロセス変動に、あまり影響されない構造を得る
ことを目的とするものである。
問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、酸素析出による
結晶欠陥を有する一導電形の半導体基板上に、前記半導
体基板と同一導電形でこれよりも高不純物濃度の第１の
層が形成され、さらに、前記半導体基板と同一導電形で
前記第１の層よりも低不純物濃度のエピタキシャル層が
形成され、その上に、前記半導体基板とは反対導電形の
第２の層が形成され、前記第２の層の中に前記半導体基
板と同一導電形の第３の領域が形成され、前記半導体基
板、前記第１の層および前記エピタキシャル層により基
板部が形成され、前記第２の層と前記第３の領域でPN接
合の受光領域が形成されているものである。
結晶欠陥を有する一導電形の半導体基板上に、前記半導
体基板と同一導電形でこれよりも高不純物濃度の第１の
層が形成され、さらに、前記半導体基板と同一導電形で
前記第１の層よりも低不純物濃度のエピタキシャル層が
形成され、その上に、前記半導体基板とは反対導電形の
第２の層が形成され、前記第２の層の中に前記半導体基
板と同一導電形の第３の領域が形成され、前記半導体基
板、前記第１の層および前記エピタキシャル層により基
板部が形成され、前記第２の層と前記第３の領域でPN接
合の受光領域が形成されているものである。
作用 この構造によれば、第２の層を完全に空乏化するに必要
な基板部側の空乏層幅の広がりを高濃度不純物の第１の
層によって制限することにより、空乏化に必要な基板印
加電圧の低電圧化を図ることとなる。
な基板部側の空乏層幅の広がりを高濃度不純物の第１の
層によって制限することにより、空乏化に必要な基板印
加電圧の低電圧化を図ることとなる。
実施例 第１図a,bはそれぞれ本発明の一実施例によるＰウェル
型固体撮像装置受光部の深さ方向不純物濃度分布と模式
的断面図であり、第１図ｂにおいて、１は、低濃度Ｎ形
シリコン基板、２は、酸素折出による結晶欠陥、３は、
高濃度Ｎ形層、４は、低濃度Ｎ形エピタキシャル層、５
は、低濃度Ｐ形層、６は、Ｎ形領域である。第１図ａ
は、第１図ｂのＡ−Ａ′の断面における深さ方向の不純
物濃度分布を示したものである。表面側から、N/P/N-／
N+／N-構造となっている。ブルーミング抑制の基本動作
は、従来型と同一で、低濃度Ｐ形層５をOVに接地し、低
濃度Ｎ形シリコン基板１に正電圧を印加して、低濃度Ｐ
形層５を完全空乏化することにより行なわれる。ブルー
ミング抑制時には、Ｐ形層５を完全空乏化するに必要な
Ｎ形基板の不純物量が満足させるまでＮ形基板側の空乏
層は広がる。本発明によるN/P/N-／N+／N-構造によれ
ば、Ｎ形基板側の空乏層幅は、N+層で制限され、第１図
ａに示したXAまでとなる。一方、従来型（N/P/N-構造）
では、同図に参考のため示したXBまで広がる。その結
果、基板電圧は、従来型に比べ低電圧にすることができ
る。以上の効果は、N/P/N-／N+構造でも同様に可能であ
るが、基板に高濃度Ｎ形基板を用いると従来例で説明し
た、基板に含まれる酸素による表面欠陥を除去できな
い。
型固体撮像装置受光部の深さ方向不純物濃度分布と模式
的断面図であり、第１図ｂにおいて、１は、低濃度Ｎ形
シリコン基板、２は、酸素折出による結晶欠陥、３は、
高濃度Ｎ形層、４は、低濃度Ｎ形エピタキシャル層、５
は、低濃度Ｐ形層、６は、Ｎ形領域である。第１図ａ
は、第１図ｂのＡ−Ａ′の断面における深さ方向の不純
物濃度分布を示したものである。表面側から、N/P/N-／
N+／N-構造となっている。ブルーミング抑制の基本動作
は、従来型と同一で、低濃度Ｐ形層５をOVに接地し、低
濃度Ｎ形シリコン基板１に正電圧を印加して、低濃度Ｐ
形層５を完全空乏化することにより行なわれる。ブルー
ミング抑制時には、Ｐ形層５を完全空乏化するに必要な
Ｎ形基板の不純物量が満足させるまでＮ形基板側の空乏
層は広がる。本発明によるN/P/N-／N+／N-構造によれ
ば、Ｎ形基板側の空乏層幅は、N+層で制限され、第１図
ａに示したXAまでとなる。一方、従来型（N/P/N-構造）
では、同図に参考のため示したXBまで広がる。その結
果、基板電圧は、従来型に比べ低電圧にすることができ
る。以上の効果は、N/P/N-／N+構造でも同様に可能であ
るが、基板に高濃度Ｎ形基板を用いると従来例で説明し
た、基板に含まれる酸素による表面欠陥を除去できな
い。
また、本発明は、第１図ａにおいて、Ｐ形層やN-エピタ
キシャル層の不純物分布が変動しても、Ｎ形基板側の空
乏層端XAの変動は、従来型のXBに比べて小さいため、プ
ロセス変動に対しても強い構造となっている。
キシャル層の不純物分布が変動しても、Ｎ形基板側の空
乏層端XAの変動は、従来型のXBに比べて小さいため、プ
ロセス変動に対しても強い構造となっている。
なお実施例では、Ｐウェル型固体撮像装置について述べ
たが、Ｐ形基板を用いたＮウェル型固体撮像装置におい
ても同様な効果が得られることは明白である。
たが、Ｐ形基板を用いたＮウェル型固体撮像装置におい
ても同様な効果が得られることは明白である。
発明の効果 以上のように本発明によれば、固体撮像装置の光学特性
の劣化およびプロセスの安定化を損うことなく、基板電
圧の低電圧化が図れ、かつ、プロセス変動に対しても強
いなどきわめて有効な効果が得られる。
の劣化およびプロセスの安定化を損うことなく、基板電
圧の低電圧化が図れ、かつ、プロセス変動に対しても強
いなどきわめて有効な効果が得られる。
第１図a,bは、本発明の一実施例によるＰウェル型固体
撮像装置受光部の不純物分布図および断面模式図、第２
図a,bは従来のＰウェル型固体撮像装置受光部の不純物
分布図および断面模式図である。 1,21……低濃度Ｎ形シリコン基板、2,22……酸素折出に
よる結晶欠陥、３……高濃度Ｎ形層、4,24……低濃度Ｎ
形エピタキシャル層、5,25……低濃度Ｐ形層、6,26……
Ｎ形領域。
撮像装置受光部の不純物分布図および断面模式図、第２
図a,bは従来のＰウェル型固体撮像装置受光部の不純物
分布図および断面模式図である。 1,21……低濃度Ｎ形シリコン基板、2,22……酸素折出に
よる結晶欠陥、３……高濃度Ｎ形層、4,24……低濃度Ｎ
形エピタキシャル層、5,25……低濃度Ｐ形層、6,26……
Ｎ形領域。
Claims (1)
- 【請求項１】酸素析出による結晶欠陥を有する一導電形
の半導体基板上に、前記半導体基板と同一導電形でこれ
よりも高不純物濃度の第１の層が形成され、さらに、前
記半導体基板と同一導電形で前記第１の層よりも低不純
物濃度のエピタキシャル層が形成され、その上に、前記
半導体基板とは反対導電形の第２の層が形成され、前記
第２の層の中に前記半導体基板と同一導電形の第３の領
域が形成され、前記半導体基板、前記第１の層および前
記エピタキシャル層により基板部が形成され、前記第２
の層と前記第３の領域でPN接合の受光領域が形成されて
いることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271858A JPH0715981B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60271858A JPH0715981B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62131566A JPS62131566A (ja) | 1987-06-13 |
| JPH0715981B2 true JPH0715981B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=17505865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60271858A Expired - Lifetime JPH0715981B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715981B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5262661A (en) * | 1990-06-25 | 1993-11-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state image pickup device, having increased charge storage and improved electronic shutter operation |
| JP2833256B2 (ja) * | 1991-04-15 | 1998-12-09 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
| KR0130959B1 (ko) * | 1992-06-03 | 1998-04-14 | 쓰지 하루오 | 고체촬상장치 및 그 제조방법 |
| JP4219755B2 (ja) | 2003-07-16 | 2009-02-04 | ローム株式会社 | イメージセンサの製造方法およびイメージセンサ |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125976A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS58125975A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS60136218A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-12-03 JP JP60271858A patent/JPH0715981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125976A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS58125975A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS60136218A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62131566A (ja) | 1987-06-13 |
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