JPH0715983B2 - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH0715983B2 JPH0715983B2 JP61140831A JP14083186A JPH0715983B2 JP H0715983 B2 JPH0715983 B2 JP H0715983B2 JP 61140831 A JP61140831 A JP 61140831A JP 14083186 A JP14083186 A JP 14083186A JP H0715983 B2 JPH0715983 B2 JP H0715983B2
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- JP
- Japan
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- photoelectric conversion
- conductivity type
- solid
- epitaxial layer
- state image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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するものである。
従来の技術 近年、固体撮像素子の特性向上は著しく、基本特性にお
いて撮像管にまさるものもあらわれてきた。しかしなが
ら、強いスポット光が照射された時に発生するスミアお
よびブルーミング特性は依然として固体撮像素子特有の
問題として残っている。この欠点を補うものとして種々
素子構造の検討が行なわれ、現段階ではｐウエル構造が
有効であると考えられている。
いて撮像管にまさるものもあらわれてきた。しかしなが
ら、強いスポット光が照射された時に発生するスミアお
よびブルーミング特性は依然として固体撮像素子特有の
問題として残っている。この欠点を補うものとして種々
素子構造の検討が行なわれ、現段階ではｐウエル構造が
有効であると考えられている。
第２図は従来のｐウエル構造インターライン転送方式CC
Dの撮像部における断面構造図である。同図において、
光電変換部11に蓄積された信号電荷は転送ゲート12に適
当な電圧を印加することによって転送チャンネル14に移
送され、その中を転送される。強い入射光により過剰電
荷が発生した場合には、ｎ型基板17と２段の濃度プロフ
ァイルを持つｐウエル16との間に適当な逆バイアス電圧
を印加しておき、光電変換部11,浅いｐウエル部16およ
びｎ型基板17からなるＮ−Ｐ−Ｎトランジスタ構造のパ
ンチスルー効果を利用して、過剰電荷をｎ型基板17に排
出することによってブルーミングを抑制する。
Dの撮像部における断面構造図である。同図において、
光電変換部11に蓄積された信号電荷は転送ゲート12に適
当な電圧を印加することによって転送チャンネル14に移
送され、その中を転送される。強い入射光により過剰電
荷が発生した場合には、ｎ型基板17と２段の濃度プロフ
ァイルを持つｐウエル16との間に適当な逆バイアス電圧
を印加しておき、光電変換部11,浅いｐウエル部16およ
びｎ型基板17からなるＮ−Ｐ−Ｎトランジスタ構造のパ
ンチスルー効果を利用して、過剰電荷をｎ型基板17に排
出することによってブルーミングを抑制する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第２図に示した従来構造ではｐウエル部
16が２段になっており、光電変換部11も基板表面から深
部へゆくに従って表面に平行な断面積が小さくなってい
る。このため同図に示したように斜め入射光イによって
深いｐウエル部16で電荷ロが発生する割合が高くなる。
この電荷ロは矢印で示すように転送チャンネル14内へ流
れ込む。これはいわゆるスミア現象とよばれるもので再
生画像の画質を著しく損なうという欠点を有していた。
16が２段になっており、光電変換部11も基板表面から深
部へゆくに従って表面に平行な断面積が小さくなってい
る。このため同図に示したように斜め入射光イによって
深いｐウエル部16で電荷ロが発生する割合が高くなる。
この電荷ロは矢印で示すように転送チャンネル14内へ流
れ込む。これはいわゆるスミア現象とよばれるもので再
生画像の画質を著しく損なうという欠点を有していた。
本発明は上記欠点に鑑み、スミア現象を大幅に軽減する
ことのできる固体撮像素子を提供するものである。
ことのできる固体撮像素子を提供するものである。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の固体撮像素子は、一
導電形の半導体基板上に、これとは逆導電形のエピタキ
シャル層が形成され、同エピタキシャル層中に断面が逆
Ｔ字形で、前記半導体基板と同一導電形の光電変換部
と、前記光電変換部に蓄積された信号電荷を読み出す一
導電形の転送チャンネルとが形成され、前記光電変換部
の底部端が前記転送チャンネル下方の逆導電形の前記エ
ピタキシャル層の一部にまで延在しているものである。
導電形の半導体基板上に、これとは逆導電形のエピタキ
シャル層が形成され、同エピタキシャル層中に断面が逆
Ｔ字形で、前記半導体基板と同一導電形の光電変換部
と、前記光電変換部に蓄積された信号電荷を読み出す一
導電形の転送チャンネルとが形成され、前記光電変換部
の底部端が前記転送チャンネル下方の逆導電形の前記エ
ピタキシャル層の一部にまで延在しているものである。
作用 この構成によってスミア電荷となり得る電荷の発生領域
が減少し、かつ光電変換部の捕獲断面積が大きくなるた
めスミア現象が軽減されることになる。
が減少し、かつ光電変換部の捕獲断面積が大きくなるた
めスミア現象が軽減されることになる。
実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は本発明の実施例における素子断面図を示すもの
である。第１図において、１は光電変換部、２は移送ゲ
ート、３は転送電極、４は転送チャンネル、５はゲート
酸化膜、６はｐ型エピタキシャル層、７はｎ型Si基板で
ある。ｐウエル６とｎ型基板７との間に逆バイアスを印
加してブルーミングを抑制するのは従来例と同しであ
る。本実施例においては光電変換部１が逆Ｔ字状になっ
ており、平面的にみて光電変換部の底部端が転送チャン
ネル４の一部にまで延在するように配置されているこの
ため転送チャンネル４と光電変換部１との間のｐ型エピ
タキシャル層６が極小値にまで絞りこめ、かつ光電変換
部１の断面積および空乏層の拡がりによって斜め入射光
によって発生する電荷もほぼ完全に光電変換部１にて捕
獲することが可能となる。
である。第１図において、１は光電変換部、２は移送ゲ
ート、３は転送電極、４は転送チャンネル、５はゲート
酸化膜、６はｐ型エピタキシャル層、７はｎ型Si基板で
ある。ｐウエル６とｎ型基板７との間に逆バイアスを印
加してブルーミングを抑制するのは従来例と同しであ
る。本実施例においては光電変換部１が逆Ｔ字状になっ
ており、平面的にみて光電変換部の底部端が転送チャン
ネル４の一部にまで延在するように配置されているこの
ため転送チャンネル４と光電変換部１との間のｐ型エピ
タキシャル層６が極小値にまで絞りこめ、かつ光電変換
部１の断面積および空乏層の拡がりによって斜め入射光
によって発生する電荷もほぼ完全に光電変換部１にて捕
獲することが可能となる。
次に第１図に示す素子構造の製造方法について述べる。
比抵抗0.1Ωcm〜数10Ωcmの範囲のｎ型基板７の上に一
層目のｐ型エピタキシャル層６を形成する。このエピタ
キシャル層内に光電変換部１の一部となるｎ型埋め込み
拡散層を選択的に形成する。このｎ型埋め込み拡散層の
大きさは後にこの上に形成される光電変換部および転送
チャンネルを考慮して決められる。この上に二層目のｐ
型エピタキシャル層６を成長させる。この工程により縦
型オーバフロードレイン構造に必要なｐウエル層が完成
する。このｐウエル領域上にCCD標準プロセスにより固
定撮像素子を形成する。このときCCDプロセスで形成さ
れる光電変換部は上記の埋め込み拡散層と接続し、逆Ｔ
字構造をもつ一体の光電変換部１となる。
比抵抗0.1Ωcm〜数10Ωcmの範囲のｎ型基板７の上に一
層目のｐ型エピタキシャル層６を形成する。このエピタ
キシャル層内に光電変換部１の一部となるｎ型埋め込み
拡散層を選択的に形成する。このｎ型埋め込み拡散層の
大きさは後にこの上に形成される光電変換部および転送
チャンネルを考慮して決められる。この上に二層目のｐ
型エピタキシャル層６を成長させる。この工程により縦
型オーバフロードレイン構造に必要なｐウエル層が完成
する。このｐウエル領域上にCCD標準プロセスにより固
定撮像素子を形成する。このときCCDプロセスで形成さ
れる光電変換部は上記の埋め込み拡散層と接続し、逆Ｔ
字構造をもつ一体の光電変換部１となる。
こうして作られたｐウエル構造は従来例のそれとは異な
り、平坦な一段構造が可能となり、プロセス制御が容易
でブルーミング抑制能力も向上させるものと考えられ
る。
り、平坦な一段構造が可能となり、プロセス制御が容易
でブルーミング抑制能力も向上させるものと考えられ
る。
また本発明の構成では、単位表面積あたりの光電変換部
領域が大きくとれ、感度向上にも有利である。
領域が大きくとれ、感度向上にも有利である。
なお上記実施例においては、CCD固体撮像素子を用いて
説明したが、本発明はMOS型固体撮像素子にも適用で
き、さらに一次元および二次元のいずれの固体撮像素子
にも適用できるものである。
説明したが、本発明はMOS型固体撮像素子にも適用で
き、さらに一次元および二次元のいずれの固体撮像素子
にも適用できるものである。
発明の効果 以上のように本発明は、光電変換部が転送チャンネルの
一部をとり囲むように配置することにより、ブルーミン
グ抑制能力等固体撮像素子としての総合特性を満足させ
つつ、スミア現象を完全に除去することができ、その実
用的効果は大なるのがある。
一部をとり囲むように配置することにより、ブルーミン
グ抑制能力等固体撮像素子としての総合特性を満足させ
つつ、スミア現象を完全に除去することができ、その実
用的効果は大なるのがある。
第１図は本発明の一実施例におけるｐウエル構造インタ
ーライン転送方式CCDの断面構造図、第２図は従来のｐ
ウエル構造インターライン転送方式CCDの断面構造図で
ある。 １……光電変換部、２……移送ゲート、４……転送チャ
ンネル、６……ｐ型エピタキシャル層、７……ｎ型基
板。
ーライン転送方式CCDの断面構造図、第２図は従来のｐ
ウエル構造インターライン転送方式CCDの断面構造図で
ある。 １……光電変換部、２……移送ゲート、４……転送チャ
ンネル、６……ｐ型エピタキシャル層、７……ｎ型基
板。
Claims (1)
- 【請求項１】一導電形の半導体基板上に、これとは逆導
電形のエピタキシャル層が形成され、同エピタキシャル
層中に断面が逆Ｔ字形で、前記半導体基板と同一導電形
の光電変換部と、前記光電変換部に蓄積された信号電荷
を読み出す一導電形の転送チャンネルとが形成され、前
記光電変換部の底部端が前記転送チャンネル下方の逆導
電形の前記エピタキシャル層の一部にまで延在している
ことを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140831A JPH0715983B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140831A JPH0715983B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296551A JPS62296551A (ja) | 1987-12-23 |
| JPH0715983B2 true JPH0715983B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15277732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140831A Expired - Lifetime JPH0715983B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715983B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59101450U (ja) * | 1982-12-27 | 1984-07-09 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
| JP2613592B2 (ja) * | 1986-06-12 | 1997-05-28 | 株式会社日立製作所 | 固体撮像装置 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP61140831A patent/JPH0715983B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62296551A (ja) | 1987-12-23 |
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