JPH07193209A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH07193209A JPH07193209A JP5332428A JP33242893A JPH07193209A JP H07193209 A JPH07193209 A JP H07193209A JP 5332428 A JP5332428 A JP 5332428A JP 33242893 A JP33242893 A JP 33242893A JP H07193209 A JPH07193209 A JP H07193209A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来技術における電荷移送チャネルの存在に
よる素子微細化の障害をなくし、素子の微細化及び高感
度化に適した新しい構造を有する固体撮像装置を提供す
る。 【構成】 従来単に配線領域として素子特性上何等有効
に使用されていなかった感光素子４０、４１間の領域
に、素子分離層４３と電荷転送チャネル層と接続された
電荷移送チャネル５０を形成し、これら素子分離層およ
び電荷移送チャネル領域の上方に転送電極のうちの同相
のものを接続する配線層３９を設け、しかもこの電荷移
送チャネルは電荷が転送されるべき転送チャネルに向か
うにしたがってその幅が拡張するよう（５０ａ、５０
ｂ）に形成されているので、スペースが有効に利用され
るとともに狭チャネル効果の変化により発生する電位勾
配を利用して電荷の転送が円滑に行える。
よる素子微細化の障害をなくし、素子の微細化及び高感
度化に適した新しい構造を有する固体撮像装置を提供す
る。 【構成】 従来単に配線領域として素子特性上何等有効
に使用されていなかった感光素子４０、４１間の領域
に、素子分離層４３と電荷転送チャネル層と接続された
電荷移送チャネル５０を形成し、これら素子分離層およ
び電荷移送チャネル領域の上方に転送電極のうちの同相
のものを接続する配線層３９を設け、しかもこの電荷移
送チャネルは電荷が転送されるべき転送チャネルに向か
うにしたがってその幅が拡張するよう（５０ａ、５０
ｂ）に形成されているので、スペースが有効に利用され
るとともに狭チャネル効果の変化により発生する電位勾
配を利用して電荷の転送が円滑に行える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置に係り、特
に微細化された構造を有するものに関する。
に微細化された構造を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】図５に従来の一般的な固体撮像装置の平
面構成を示す。半導体基板の表面上に形成され、斜線部
１で表わされた素子分離層１によってＸ方向およびＹ方
向に分離された感光素子２および３が列状に配設されて
いる。この複数の感光素子からなる感光素子列に隣接し
て不純物層からなる電荷転送チャネル１０が設けられて
おり、その上には転送電極４、５、６、７が順次繰り返
し形成されている。これらは周知の重ね合わせ電極構造
をなしており、転送電極３および５は第１層電極、４お
よび６は第２層電極である。この転送電極には一般に４
相の転送パルスφ1 〜φ4 が印加されて転送動作を行な
う。すなわち、転送電極４にはφ1 、５にはφ2 、６に
はφ3 、７にはφ4 パルスがそれぞれ印加される。
面構成を示す。半導体基板の表面上に形成され、斜線部
１で表わされた素子分離層１によってＸ方向およびＹ方
向に分離された感光素子２および３が列状に配設されて
いる。この複数の感光素子からなる感光素子列に隣接し
て不純物層からなる電荷転送チャネル１０が設けられて
おり、その上には転送電極４、５、６、７が順次繰り返
し形成されている。これらは周知の重ね合わせ電極構造
をなしており、転送電極３および５は第１層電極、４お
よび６は第２層電極である。この転送電極には一般に４
相の転送パルスφ1 〜φ4 が印加されて転送動作を行な
う。すなわち、転送電極４にはφ1 、５にはφ2 、６に
はφ3 、７にはφ4 パルスがそれぞれ印加される。
【０００３】感光部２、３と電荷転送チャネル１０との
間にはそれぞれ電荷移送チャネル１１および１２がそれ
ぞれ設けられている。各感光部２、３の間には隣接する
同一位相の電極を連結する配線部２４が形成されてい
る。
間にはそれぞれ電荷移送チャネル１１および１２がそれ
ぞれ設けられている。各感光部２、３の間には隣接する
同一位相の電極を連結する配線部２４が形成されてい
る。
【０００４】このような構成の固体撮像装置の動作を次
に説明する。
に説明する。
【０００５】電極４に高電圧読み出しパルスが印加され
ると、電荷移送チャネル１１がオン状態になり、感光素
子２から電荷転送チャネル１０の対応する電極下に信号
電荷が移送される。同様に、電極６に高電圧読み出しパ
ルスが印加されると、電荷移送チャネル部分１２がオン
状態になり、感光素子３から電荷転送チャネル１０の対
応する電極下に信号電荷が移送される。この後、転送電
極４〜７に公知の４相パルスを印加することにより、信
号電荷は紙面下方に転送される。
ると、電荷移送チャネル１１がオン状態になり、感光素
子２から電荷転送チャネル１０の対応する電極下に信号
電荷が移送される。同様に、電極６に高電圧読み出しパ
ルスが印加されると、電荷移送チャネル部分１２がオン
状態になり、感光素子３から電荷転送チャネル１０の対
応する電極下に信号電荷が移送される。この後、転送電
極４〜７に公知の４相パルスを印加することにより、信
号電荷は紙面下方に転送される。
【０００６】なお、通常の動作においては、周知のテレ
ビ方式におけるインターレース動作にしたがって、第１
フィールド（第１の電荷読み出し）では、感光素子２と
３の信号電荷が加算され、第２フィールド（第２の電荷
読み出し）では感光素子３と次の感光素子２（図６にお
いては便宜上２′として示されている）の信号電荷が加
算されて読み出される。このような読出し方式は蓄積読
出しモードとして一般的である。
ビ方式におけるインターレース動作にしたがって、第１
フィールド（第１の電荷読み出し）では、感光素子２と
３の信号電荷が加算され、第２フィールド（第２の電荷
読み出し）では感光素子３と次の感光素子２（図６にお
いては便宜上２′として示されている）の信号電荷が加
算されて読み出される。このような読出し方式は蓄積読
出しモードとして一般的である。
【０００７】図６は図５のＸ1 −Ｘ2 線に沿って切断し
た状態の構成を示す断面図である。ｎ−形基板１４上に
ｐウエル１３が形成され、素子分離層１により分離され
た領域にはｎ型不純物層２−ａとその表面を覆うｐ＋型
不純物層２−ｂからなる感光素子と、電荷移送チャネル
１１を挟んで電荷転送チャネル１０が形成されている。
基板上には絶縁膜１５が堆積され、電荷転送チャネル１
０および電荷移送チャネル１１の上方の絶縁膜中には転
送電極４が形成されている。
た状態の構成を示す断面図である。ｎ−形基板１４上に
ｐウエル１３が形成され、素子分離層１により分離され
た領域にはｎ型不純物層２−ａとその表面を覆うｐ＋型
不純物層２−ｂからなる感光素子と、電荷移送チャネル
１１を挟んで電荷転送チャネル１０が形成されている。
基板上には絶縁膜１５が堆積され、電荷転送チャネル１
０および電荷移送チャネル１１の上方の絶縁膜中には転
送電極４が形成されている。
【０００８】図７は感光素子のｎ形不純物層２−ａから
電荷移送チャネル１１を経て電荷転送チャネル１０に至
るチャネル電位分布図であり、２３は素子分離層、２２
は電荷が空の状態の感光素子、１８は電荷移送チャネル
がオンの状態、１９は同オフの状態、２０、２１は転送
電極４〜７がそれぞれオン、オフの状態における電位を
それぞれ示している。
電荷移送チャネル１１を経て電荷転送チャネル１０に至
るチャネル電位分布図であり、２３は素子分離層、２２
は電荷が空の状態の感光素子、１８は電荷移送チャネル
がオンの状態、１９は同オフの状態、２０、２１は転送
電極４〜７がそれぞれオン、オフの状態における電位を
それぞれ示している。
【０００９】ここで転送電極４〜７の幅をＷ、感光素子
２と電荷転送チャネル１０間の長さをＬとし、このＬが
短い場合を考える。この場合、転送電極４〜７のオフ状
態において感光素子と転送チャネル間の分離が特性が劣
化する現象として良く知られているショートチャネル効
果によって感光素子のｎ型不純物層２−ａに大量の電荷
が蓄積されると、その一部が電荷転送チャネル１０へ溢
れ出してしまうという現象が発生する。この様子は図７
において、電荷移送チャネルがオフでその電位が１８で
あるときに、感光素子２で発生した信号電荷が１８の障
壁を超えて電荷転送チャネル１０に流れ出る現象として
ＯＦＬで表わされている。
２と電荷転送チャネル１０間の長さをＬとし、このＬが
短い場合を考える。この場合、転送電極４〜７のオフ状
態において感光素子と転送チャネル間の分離が特性が劣
化する現象として良く知られているショートチャネル効
果によって感光素子のｎ型不純物層２−ａに大量の電荷
が蓄積されると、その一部が電荷転送チャネル１０へ溢
れ出してしまうという現象が発生する。この様子は図７
において、電荷移送チャネルがオフでその電位が１８で
あるときに、感光素子２で発生した信号電荷が１８の障
壁を超えて電荷転送チャネル１０に流れ出る現象として
ＯＦＬで表わされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような現象をなく
すためには感光素子２と電荷転送チャネル１０間の距離
Ｌを十分な値（例えば１．５μｍ）以上に長くすること
が必要となる。一方、固体撮像装置製造上の誤差、例え
ば各種公差やあわせずれなどによりＬは±△Ｌ（例えば
±０．５μｍ）だけ変動する。したがって、このような
製造上の誤差を考慮するとＬはＬ＋△Ｌに設定しなけれ
ばならない。以上の状況から、電極４〜７の幅Ｗは、本
来転送に必要な幅よりもはるかに大きく設定せざるを得
ない。このことは十分な感光素子面積を確保することを
困難にし、感度の低下を招くだけでなく、素子微細化の
上での障害になる。また、感光素子を微細化するといわ
ゆる狭チャネル効果が発生し、電荷転送の障害になる。
すためには感光素子２と電荷転送チャネル１０間の距離
Ｌを十分な値（例えば１．５μｍ）以上に長くすること
が必要となる。一方、固体撮像装置製造上の誤差、例え
ば各種公差やあわせずれなどによりＬは±△Ｌ（例えば
±０．５μｍ）だけ変動する。したがって、このような
製造上の誤差を考慮するとＬはＬ＋△Ｌに設定しなけれ
ばならない。以上の状況から、電極４〜７の幅Ｗは、本
来転送に必要な幅よりもはるかに大きく設定せざるを得
ない。このことは十分な感光素子面積を確保することを
困難にし、感度の低下を招くだけでなく、素子微細化の
上での障害になる。また、感光素子を微細化するといわ
ゆる狭チャネル効果が発生し、電荷転送の障害になる。
【００１１】本発明は、従来技術における電荷移送チャ
ネルの存在による素子微細化の障害をなくし、素子の微
細化及び高感度化に適した新しい構造を有する固体撮像
装置を提供することを目的とする。
ネルの存在による素子微細化の障害をなくし、素子の微
細化及び高感度化に適した新しい構造を有する固体撮像
装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる固体撮像
装置によれば、少くとも一部が素子分離層により互いに
分離された複数の感光素子が列状に配設された感光素子
列が所定距離を隔てて並列に配設された感光素子アレイ
と、前記各感光素子列間に少なくとも前記感光素子アレ
イに隣接する部分とは素子分離層により分離されて配設
された、電荷転送チャネル層およびその上方に配設され
た複数の転送電極を有する電荷転送装置とを備えた固体
撮像装置において、前記感光素子間の領域を前記素子分
離層とこれに隣接するとともに前記電荷転送チャネル層
と接続されたチャネル領域とし、これら素子分離層およ
びチャネル領域の上方に前記転送電極のうちの同相のも
のを接続する配線層を設け、前記転送電極および前記電
荷転送装置の配線層に印加する電圧を制御することによ
り前記感光素子間のチャネル領域を前記感光素子で発生
した信号電荷を前記電荷転送チャネルに移送するための
電荷移送チャネルとして使用し、前記電荷移送チャネル
は、電荷が転送されるべき前記転送チャネルに向かうに
したがってその幅が拡張するように形成されたことを特
徴とする。
装置によれば、少くとも一部が素子分離層により互いに
分離された複数の感光素子が列状に配設された感光素子
列が所定距離を隔てて並列に配設された感光素子アレイ
と、前記各感光素子列間に少なくとも前記感光素子アレ
イに隣接する部分とは素子分離層により分離されて配設
された、電荷転送チャネル層およびその上方に配設され
た複数の転送電極を有する電荷転送装置とを備えた固体
撮像装置において、前記感光素子間の領域を前記素子分
離層とこれに隣接するとともに前記電荷転送チャネル層
と接続されたチャネル領域とし、これら素子分離層およ
びチャネル領域の上方に前記転送電極のうちの同相のも
のを接続する配線層を設け、前記転送電極および前記電
荷転送装置の配線層に印加する電圧を制御することによ
り前記感光素子間のチャネル領域を前記感光素子で発生
した信号電荷を前記電荷転送チャネルに移送するための
電荷移送チャネルとして使用し、前記電荷移送チャネル
は、電荷が転送されるべき前記転送チャネルに向かうに
したがってその幅が拡張するように形成されたことを特
徴とする。
【００１３】前記各感光素子間には、各電荷転送装置の
対応する転送電極と一体に形成され、これら転送電極に
転送制御電圧を供給する、互いに絶縁された２層の導電
層が形成され、絶縁膜を介して半導体表面に最も近接し
た第１層電圧供給電極下で素子分離層を欠いた半導体基
板内に、前記電荷移送チャネルを形成すると良い。
対応する転送電極と一体に形成され、これら転送電極に
転送制御電圧を供給する、互いに絶縁された２層の導電
層が形成され、絶縁膜を介して半導体表面に最も近接し
た第１層電圧供給電極下で素子分離層を欠いた半導体基
板内に、前記電荷移送チャネルを形成すると良い。
【００１４】前記電荷移送チャネルは、２つの感光素子
の信号電荷を同時に加算して移送すべく互いに隣接する
２つの感光素子に接して形成されることが好ましい。
の信号電荷を同時に加算して移送すべく互いに隣接する
２つの感光素子に接して形成されることが好ましい。
【００１５】電荷移送チャネルは１つの感光素子からの
み電荷を移送すべく、感光素子の素子間の領域に面した
側には信号電荷と逆導電型の高濃度不純物層が形成され
ると良い。
み電荷を移送すべく、感光素子の素子間の領域に面した
側には信号電荷と逆導電型の高濃度不純物層が形成され
ると良い。
【００１６】前記感光素子は、信号電荷と同一導電型の
不純物層と、その表面部分を覆う逆導電型不純物層から
なり、前記電荷転送装置と前記感光素子との境界領域に
は前記逆導電型不純物層よりなる素子分離層が形成され
ていることが好ましい。
不純物層と、その表面部分を覆う逆導電型不純物層から
なり、前記電荷転送装置と前記感光素子との境界領域に
は前記逆導電型不純物層よりなる素子分離層が形成され
ていることが好ましい。
【００１７】
【作用】従来単に配線領域として素子特性上何等有効に
使用されていなかった感光素子間の領域に、素子分離層
と電荷転送チャネル層と接続された電荷移送チャネルを
形成し、これら素子分離層および電荷移送チャネル領域
の上方に転送電極のうちの同相のものを接続する配線層
を設けられ、しかもこの電荷移送チャネルは電荷が転送
されるべき転送チャネルに向かうにしたがってその幅が
拡張するように形成されているので、スペースが有効に
利用されるとともに狭チャネル効果の変化により発生す
る電位勾配を利用して電荷の転送が円滑に行える。
使用されていなかった感光素子間の領域に、素子分離層
と電荷転送チャネル層と接続された電荷移送チャネルを
形成し、これら素子分離層および電荷移送チャネル領域
の上方に転送電極のうちの同相のものを接続する配線層
を設けられ、しかもこの電荷移送チャネルは電荷が転送
されるべき転送チャネルに向かうにしたがってその幅が
拡張するように形成されているので、スペースが有効に
利用されるとともに狭チャネル効果の変化により発生す
る電位勾配を利用して電荷の転送が円滑に行える。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本願発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１９】第１図は本発明の第１の実施例を平面構成
を示す平面図、第２図はそのＸ3 −Ｘ4 線で切断した様
子を示す断面図、第３図はそのＸ5 −Ｘ6 線で切断した
様子を示す断面図である。これらはマトリクス状に設け
られた感光素子および電荷転送のための構成の一部が示
されている。
を示す平面図、第２図はそのＸ3 −Ｘ4 線で切断した様
子を示す断面図、第３図はそのＸ5 −Ｘ6 線で切断した
様子を示す断面図である。これらはマトリクス状に設け
られた感光素子および電荷転送のための構成の一部が示
されている。
【００２０】図１および図２には２つの電荷転送チャネ
ル３０、３１が示されており、これらの電荷転送チャネ
ル層の上には転送電極３２〜３８が設けられ、これらの
転送電極にはこの実施例の場合φ1 〜φ4 の４相転送パ
ルスが印加される。すなわち、転送電極３３、３７には
φ1 、転送電極３４、３８にはφ2 、転送電極３５はφ
3 、転送電極３６〜３２にはφ4 が印加される。これら
の転送電極３３、３５、３７は第１層の導電材料、例え
ばポリシリコンからなり、転送電極３２、３４、３６、
３８は第２層の導電材料、例えばポリシリコンからな
り、周知の重ね合わせ電極構造をなしている。各列の対
応する行に属する電極は配線部４８によって共通に接続
されている。
ル３０、３１が示されており、これらの電荷転送チャネ
ル層の上には転送電極３２〜３８が設けられ、これらの
転送電極にはこの実施例の場合φ1 〜φ4 の４相転送パ
ルスが印加される。すなわち、転送電極３３、３７には
φ1 、転送電極３４、３８にはφ2 、転送電極３５はφ
3 、転送電極３６〜３２にはφ4 が印加される。これら
の転送電極３３、３５、３７は第１層の導電材料、例え
ばポリシリコンからなり、転送電極３２、３４、３６、
３８は第２層の導電材料、例えばポリシリコンからな
り、周知の重ね合わせ電極構造をなしている。各列の対
応する行に属する電極は配線部４８によって共通に接続
されている。
【００２１】電荷転送チャネル間には感光素子列が形成
されている。各感光素子列は感光素子４０および４１が
交互に形成されており、これら感光素子４０、４１と転
送チャネル層３０、３１間にはこれらを互いに分離する
ための素子分離層４２が形成されている。なお、図１に
おいて、感光素子４０′が示されているが、これは後の
説明において最初の感光素子４０と区別するために便宜
上記号を付けたもので、感光素子４０と全く同じもので
ある。この素子分離層４２は感光素子間の領域には形成
されていない。そしてこの領域は前述した配線部４８が
形成される配線領域となっている。
されている。各感光素子列は感光素子４０および４１が
交互に形成されており、これら感光素子４０、４１と転
送チャネル層３０、３１間にはこれらを互いに分離する
ための素子分離層４２が形成されている。なお、図１に
おいて、感光素子４０′が示されているが、これは後の
説明において最初の感光素子４０と区別するために便宜
上記号を付けたもので、感光素子４０と全く同じもので
ある。この素子分離層４２は感光素子間の領域には形成
されていない。そしてこの領域は前述した配線部４８が
形成される配線領域となっている。
【００２２】図２を参照すると、ｎ型基板４５の表面に
ｐウエル４６が形成され、その表面に形成された２つの
電荷転送チャネル３０、３１間には感光素子４１が形成
されている。この感光素子４１はｎ型層４１−ａと、そ
の上に形成された表面部分をなす高濃度ｐ＋型層４１−
ｂを有しており、この高濃度ｐ＋型層の延在部が素子分
離層４２をなしている。この素子分離層場合は、転送電
極３５をマスクとする自己整合方式によりイオン注入さ
れたものであるので、転送電極３５の端部と素子分離層
４２の端部は略一致し、また、電荷転送チャネル幅と転
送電極幅Ｗもほぼ一致している。このように、転送電極
３５の幅Ｗが転送チャネル層３１の幅と一致しているた
め、転送部分を面積的に最も効率良く形成することが可
能となっている。
ｐウエル４６が形成され、その表面に形成された２つの
電荷転送チャネル３０、３１間には感光素子４１が形成
されている。この感光素子４１はｎ型層４１−ａと、そ
の上に形成された表面部分をなす高濃度ｐ＋型層４１−
ｂを有しており、この高濃度ｐ＋型層の延在部が素子分
離層４２をなしている。この素子分離層場合は、転送電
極３５をマスクとする自己整合方式によりイオン注入さ
れたものであるので、転送電極３５の端部と素子分離層
４２の端部は略一致し、また、電荷転送チャネル幅と転
送電極幅Ｗもほぼ一致している。このように、転送電極
３５の幅Ｗが転送チャネル層３１の幅と一致しているた
め、転送部分を面積的に最も効率良く形成することが可
能となっている。
【００２３】図３から明らかなように配線部４８は第１
層電極の配線部３９およびその上に絶縁膜４７を介して
形成された第２層電極の配線部４４よりなり、半導体基
板上に絶縁膜を介して形成されているが、第１図におけ
る上下方向に隣接する感光素子間の配線領域のほぼ左半
分の半導体基板表面部にはｐ＋形素子分離層４３が形成
されている。
層電極の配線部３９およびその上に絶縁膜４７を介して
形成された第２層電極の配線部４４よりなり、半導体基
板上に絶縁膜を介して形成されているが、第１図におけ
る上下方向に隣接する感光素子間の配線領域のほぼ左半
分の半導体基板表面部にはｐ＋形素子分離層４３が形成
されている。
【００２４】この第１の実施例においては、第１層電極
の配線部３９に対向する半導体部分にはｐ＋型素子分離
層４３が形成された領域を除き素子分離層が形成されて
おらず、また、第２層電極の配線部４４が絶縁膜を介し
て第１層電極の配線部３９上にはみ出すことなく形成さ
れている特徴がある。
の配線部３９に対向する半導体部分にはｐ＋型素子分離
層４３が形成された領域を除き素子分離層が形成されて
おらず、また、第２層電極の配線部４４が絶縁膜を介し
て第１層電極の配線部３９上にはみ出すことなく形成さ
れている特徴がある。
【００２５】このような構成において、φ1 として高電
圧読み出しパルスを印加すると第１層電極の配線部３９
に対向する半導体表面にチャネルが形成され、感光素子
４０、４１に蓄積された信号電荷は第１層電極の配線部
３９の下に移送され、さらに転送電極３３で制御される
３１の部分に移送される。したがって、従来有効に活用
されていなかった感光素子間の配線領域を電荷移送チャ
ネルとして利用することになる。
圧読み出しパルスを印加すると第１層電極の配線部３９
に対向する半導体表面にチャネルが形成され、感光素子
４０、４１に蓄積された信号電荷は第１層電極の配線部
３９の下に移送され、さらに転送電極３３で制御される
３１の部分に移送される。したがって、従来有効に活用
されていなかった感光素子間の配線領域を電荷移送チャ
ネルとして利用することになる。
【００２６】図１および図３を参照すると、第１層電極
の配線部３９の下の半導体基板表面領域が電荷移送チャ
ネル５０となる。この電荷移送チャネル５０の電荷を転
送すべき電荷転送チャネルに面した部分５０ａおよび５
０ｂでその幅が拡大している。これは、このような形状
を採用することにより、狭チャネル効果を変化させてそ
れにより発生する電位勾配を利用して、電荷を円滑に転
送するためである。図１においてはこの幅の拡大は直線
状となっているが、曲線状に拡大してもよい。そして、
読み出された信号電荷は４相転送パルスを各電極に印加
することにより、紙面上方から下方に転送される。この
場合、転送電極３３、３７に高電圧の読出しパルスを印
加することにより感光素子４０、４１で発生した信号電
荷を加算して読み出し、これを第１のフィールド読み出
しとすれば、転送電極３５に読み出しパルスを印加して
感光素子４１、４０′で発生した信号電荷を加算して読
出すことで、第２のフィールド読出しが形成されること
になる。
の配線部３９の下の半導体基板表面領域が電荷移送チャ
ネル５０となる。この電荷移送チャネル５０の電荷を転
送すべき電荷転送チャネルに面した部分５０ａおよび５
０ｂでその幅が拡大している。これは、このような形状
を採用することにより、狭チャネル効果を変化させてそ
れにより発生する電位勾配を利用して、電荷を円滑に転
送するためである。図１においてはこの幅の拡大は直線
状となっているが、曲線状に拡大してもよい。そして、
読み出された信号電荷は４相転送パルスを各電極に印加
することにより、紙面上方から下方に転送される。この
場合、転送電極３３、３７に高電圧の読出しパルスを印
加することにより感光素子４０、４１で発生した信号電
荷を加算して読み出し、これを第１のフィールド読み出
しとすれば、転送電極３５に読み出しパルスを印加して
感光素子４１、４０′で発生した信号電荷を加算して読
出すことで、第２のフィールド読出しが形成されること
になる。
【００２７】このように本発明によれば、電荷転送装置
と感光素子の間に、移送チャネルを形成することなく、
従来有効に用いられなかった部分を利用して、移送チャ
ネルを形成するようにしているため、素子面積を移送チ
ャネルが占有していた面積分だけ減少させることができ
る。したがって、円滑な電荷転送を保ったままで素子寸
法を小さくして微細化を効率良く行なうことができる。
と感光素子の間に、移送チャネルを形成することなく、
従来有効に用いられなかった部分を利用して、移送チャ
ネルを形成するようにしているため、素子面積を移送チ
ャネルが占有していた面積分だけ減少させることができ
る。したがって、円滑な電荷転送を保ったままで素子寸
法を小さくして微細化を効率良く行なうことができる。
【００２８】図４に本発明の第２の実施例を示す。この
実施例では第１の実施例と類似した構成を有している
が、図４における感光素子４１の上側の境界部にも素子
分離層５１が形成され、電荷読み出しチャネルの電極と
なる３９が素子分離層５１によって分離されている点が
第１の実施例と異なる。これによって、転送電極３３に
読み出しパルス電圧を印加しても感光素子４１で発生し
た信号電荷は移送されず、感光４０で発生した信号電荷
のみを単独に読み出すことができる。
実施例では第１の実施例と類似した構成を有している
が、図４における感光素子４１の上側の境界部にも素子
分離層５１が形成され、電荷読み出しチャネルの電極と
なる３９が素子分離層５１によって分離されている点が
第１の実施例と異なる。これによって、転送電極３３に
読み出しパルス電圧を印加しても感光素子４１で発生し
た信号電荷は移送されず、感光４０で発生した信号電荷
のみを単独に読み出すことができる。
【００２９】この実施例においては、感光素子間の移送
チャネル５０の幅は素子分離層４１の形成されていない
側の部分５０ａでのみ拡大されている。
チャネル５０の幅は素子分離層４１の形成されていない
側の部分５０ａでのみ拡大されている。
【００３０】本発明は以上の実施例に限られるものでは
なく、従来の感光素子列をなす感光素子間配線部分を移
送チャネルとして使用し、その幅が転送先側で拡大され
ている構造であれば良い。
なく、従来の感光素子列をなす感光素子間配線部分を移
送チャネルとして使用し、その幅が転送先側で拡大され
ている構造であれば良い。
【００３１】また感光素子として、単なるｎ型構造ある
いはＭＯＳ型電極構造であっても良く、さらに配線部分
において移送チャネルとなる基板領域５０に所定濃度の
ｐ形あるいはｎ形不純物層が形成されていてもよい。こ
の場合、分離のためのｐ型領域４３よりは低濃度で且つ
ｐウエル４６より高濃度であるｐ＋型不純物層を形成
し、素子間クロストークを減少させることができる。
いはＭＯＳ型電極構造であっても良く、さらに配線部分
において移送チャネルとなる基板領域５０に所定濃度の
ｐ形あるいはｎ形不純物層が形成されていてもよい。こ
の場合、分離のためのｐ型領域４３よりは低濃度で且つ
ｐウエル４６より高濃度であるｐ＋型不純物層を形成
し、素子間クロストークを減少させることができる。
【００３２】図４に示した実施例においては、同図の上
側の感光素子からのみ信号電荷を取り出すようにした
が、素子分離層５１を感光素子の反対側の境界部に形成
して下側の感光素子からの信号電荷のみを取り出すよう
にすることもできる。
側の感光素子からのみ信号電荷を取り出すようにした
が、素子分離層５１を感光素子の反対側の境界部に形成
して下側の感光素子からの信号電荷のみを取り出すよう
にすることもできる。
【００３３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、感光素
子間の領域に、素子分離層と電荷転送チャネル層と接続
された電荷移送チャネルを形成し、しかもこの電荷移送
チャネルは電荷が転送されるべき転送チャネルに向かう
にしたがってその幅が拡張するように形成されているの
で、スペースが有効に利用されるとともに狭チャネル効
果の変化により発生する電位勾配を利用して電荷の転送
が円滑に行える。
子間の領域に、素子分離層と電荷転送チャネル層と接続
された電荷移送チャネルを形成し、しかもこの電荷移送
チャネルは電荷が転送されるべき転送チャネルに向かう
にしたがってその幅が拡張するように形成されているの
で、スペースが有効に利用されるとともに狭チャネル効
果の変化により発生する電位勾配を利用して電荷の転送
が円滑に行える。
【図１】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の平面構
造図である。
造図である。
【図２】図１に示した実施例におけるＸ３−Ｘ４線に沿
った断面図である。
った断面図である。
【図３】図１に示した実施例におけるＸ５−Ｘ６線に沿
った断面図である。
った断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例の固体撮像装置の一部を
示す平面構造図である。
示す平面構造図である。
【図５】従来の固体撮像装置の平面構造図である。
【図６】図５に示した従来の固体撮像装置のＸ１−Ｘ２
線に沿った断面図である。
線に沿った断面図である。
【図７】図６に対応して描かれた、従来の固体撮像装置
の問題点を示す電位分布図である。
の問題点を示す電位分布図である。
３０、３１ 電荷転送チャネル層 ３２〜３８ 電荷転送電極 ３９ 移送チャネル電極 ４０、４０′、４１ 感光素子 ４２、４３ 素子分離層 ５０ 移送チャネル。
Claims (5)
- 【請求項１】少くとも一部が素子分離層により互いに分
離された複数の感光素子が列状に配設された感光素子列
が所定距離を隔てて並列に配設された感光素子アレイ
と、 前記各感光素子列間に少なくとも前記感光素子アレイに
隣接する部分とは素子分離層により分離されて配設され
た、電荷転送チャネル層およびその上方に配設された複
数の転送電極を有する電荷転送装置とを備えた固体撮像
装置において、 前記感光素子間の領域を前記素子分離層とこれに隣接す
るとともに前記電荷転送チャネル層と接続されたチャネ
ル領域とし、これら素子分離層およびチャネル領域の上
方に前記転送電極のうちの同相のものを接続する配線層
を設け、 前記転送電極および前記電荷転送装置の配線層に印加す
る電圧を制御することにより前記感光素子間のチャネル
領域を前記感光素子で発生した信号電荷を前記電荷転送
チャネルに移送するための電荷移送チャネルとして使用
し、前記電荷移送チャネルは、電荷が転送されるべき前
記転送チャネルに向かうにしたがってその幅が拡張する
ように形成されたことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】前記各感光素子間には、各電荷転送装置の
対応する転送電極と一体に形成され、これら転送電極に
転送制御電圧を供給する、互いに絶縁された２層の導電
層が形成され、絶縁膜を介して半導体表面に最も近接し
た第１層電圧供給電極下で素子分離層を欠いた半導体基
板内に、前記電荷移送チャネルを形成することを特徴と
する請求項１に記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】前記電荷移送チャネルは、２つの感光素子
の信号電荷を同時に加算して移送すべく互いに隣接する
２つの感光素子に接して形成されていることを特徴とす
る請求項２に記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】電荷移送チャネルは１つの感光素子からの
み電荷を移送すべく、感光素子の素子間の領域に面した
側には信号電荷と逆導電型の高濃度不純物層が形成され
てなることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装
置。 - 【請求項５】前記感光素子は、信号電荷と同一導電型の
不純物層と、その表面部分を覆う逆導電型不純物層から
なり、前記電荷転送装置と前記感光素子との境界領域に
は前記逆導電型不純物層よりなる素子分離層が形成され
ていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに
記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5332428A JPH07193209A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5332428A JPH07193209A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193209A true JPH07193209A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18254867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5332428A Pending JPH07193209A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07193209A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006303407A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-11-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子およびその駆動方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5332428A patent/JPH07193209A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006303407A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-11-02 | Fuji Photo Film Co Ltd | 固体撮像素子およびその駆動方法 |
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