JPH07231087A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPH07231087A JPH07231087A JP6020467A JP2046794A JPH07231087A JP H07231087 A JPH07231087 A JP H07231087A JP 6020467 A JP6020467 A JP 6020467A JP 2046794 A JP2046794 A JP 2046794A JP H07231087 A JPH07231087 A JP H07231087A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 回路のパターンが微細化されても、チャネル
の信号電荷の転送容量を確保し、かつ、縦筋を発生しな
い固体撮像装置を提供する。 【構成】 半導体基板上に列方向に形成されて、信号電
荷を列方向に転送する複数の垂直転送チャネルと、上記
複数の垂直転送チャネルの各々から並列に出力される複
数の信号電荷を、上記垂直転送チャネルに跨る水平蓄積
電極に一旦保持し、保持した各信号電荷を行方向に形成
された水平転送チャネル内に取込んで、各信号電荷を直
列に転送する水平転送部と、上記垂直転送チャネルと上
記水平蓄積電極とが重複する領域から上記水平転送チャ
ネルに向い、かつ、上記垂直転送チャネル内から上記水
平転送チャネル内に幅が広がる形状で、上記垂直転送チ
ャネルから上記水平転送チャネル上に亘って形成される
不純物拡散層と、を備える。 【効果】 水平蓄積電極と垂直転送チャネルとの多少の
合わせずれが発生しても、信号電荷の流れを妨げるバリ
アが発生せず、信号電荷が水平転送チャネルに円滑に転
送される。
の信号電荷の転送容量を確保し、かつ、縦筋を発生しな
い固体撮像装置を提供する。 【構成】 半導体基板上に列方向に形成されて、信号電
荷を列方向に転送する複数の垂直転送チャネルと、上記
複数の垂直転送チャネルの各々から並列に出力される複
数の信号電荷を、上記垂直転送チャネルに跨る水平蓄積
電極に一旦保持し、保持した各信号電荷を行方向に形成
された水平転送チャネル内に取込んで、各信号電荷を直
列に転送する水平転送部と、上記垂直転送チャネルと上
記水平蓄積電極とが重複する領域から上記水平転送チャ
ネルに向い、かつ、上記垂直転送チャネル内から上記水
平転送チャネル内に幅が広がる形状で、上記垂直転送チ
ャネルから上記水平転送チャネル上に亘って形成される
不純物拡散層と、を備える。 【効果】 水平蓄積電極と垂直転送チャネルとの多少の
合わせずれが発生しても、信号電荷の流れを妨げるバリ
アが発生せず、信号電荷が水平転送チャネルに円滑に転
送される。
Description
【０００１】
【産業の利用分野】本発明は、電荷結合デバイス（ＣＣ
Ｄ）を用いる固体撮像装置に関し、特に、固体撮像装置
の複数の垂直転送チャネルから水平転送チャネルへ信号
電荷を転送するパラレル−シリアル変換部の改良に関す
る。
Ｄ）を用いる固体撮像装置に関し、特に、固体撮像装置
の複数の垂直転送チャネルから水平転送チャネルへ信号
電荷を転送するパラレル−シリアル変換部の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の固体撮像装置の一例を図３を参照
して説明する。同図は、インターライン転送ＣＣＤによ
る固体撮像装置の例を概略的に示しており、複数の感光
部１０１がマトリクス状に配列されている。感光部１０
１は、フォトダイオードからなり、受光光像の画素に応
じた信号電荷を蓄積する。感光部１０１の各列に沿っ
て、ＣＣＤによって形成される複数の垂直転送部１０３
が配列されている。感光部１０１の信号電荷は、ビデオ
信号の垂直帰線期間にトランスファーゲート１０２を介
して隣接する垂直転送部１０３に転送される。各信号電
荷は垂直転送部１０３内を水平帰線期間中に一画素ずつ
下方に進み、ＣＣＤによって形成される水平転送部１０
４に到達する。水平転送部１０４は、複数の垂直転送部
１０３から同時に転送された一水平走査相当分の信号電
荷をアンプ１０５に直列に供給し、アンプ１０５に信号
電荷に応じたビデオ信号を出力させる。
して説明する。同図は、インターライン転送ＣＣＤによ
る固体撮像装置の例を概略的に示しており、複数の感光
部１０１がマトリクス状に配列されている。感光部１０
１は、フォトダイオードからなり、受光光像の画素に応
じた信号電荷を蓄積する。感光部１０１の各列に沿っ
て、ＣＣＤによって形成される複数の垂直転送部１０３
が配列されている。感光部１０１の信号電荷は、ビデオ
信号の垂直帰線期間にトランスファーゲート１０２を介
して隣接する垂直転送部１０３に転送される。各信号電
荷は垂直転送部１０３内を水平帰線期間中に一画素ずつ
下方に進み、ＣＣＤによって形成される水平転送部１０
４に到達する。水平転送部１０４は、複数の垂直転送部
１０３から同時に転送された一水平走査相当分の信号電
荷をアンプ１０５に直列に供給し、アンプ１０５に信号
電荷に応じたビデオ信号を出力させる。
【０００３】図４は、上記複数の垂直転送部１０３から
水平転送部１０４に信号電荷を転送して、信号電荷のパ
ラレル−シリアル変換を行う部分を部分的に示してい
る。同図において、シリコン基板上に、エピタキシャル
成長あるいは埋込チャネルによって形成された複数列の
垂直転送チャネル５、垂直転送チャネル５と交差するよ
うに列方向に繰返して配置された垂直転送電極１及び２
によって垂直転送部１０３が形成されている。垂直転送
電極２は第一層めの電極である。垂直転送電極１は第二
層めの電極であり、列方向におけるその両端部の一部が
垂直転送電極２の両端部とオーバーラップしている。
水平転送部１０４に信号電荷を転送して、信号電荷のパ
ラレル−シリアル変換を行う部分を部分的に示してい
る。同図において、シリコン基板上に、エピタキシャル
成長あるいは埋込チャネルによって形成された複数列の
垂直転送チャネル５、垂直転送チャネル５と交差するよ
うに列方向に繰返して配置された垂直転送電極１及び２
によって垂直転送部１０３が形成されている。垂直転送
電極２は第一層めの電極である。垂直転送電極１は第二
層めの電極であり、列方向におけるその両端部の一部が
垂直転送電極２の両端部とオーバーラップしている。
【０００４】垂直転送チャネル５の下端は、同図下部に
おいて、エピタキシャル成長あるいは埋込チャネルによ
って行方向に形成された水平転送チャネル６に繋がって
いる。水平転送チャネル６は、垂直転送チャネル５より
も高いバイアス電界が印加されており、信号電荷は、垂
直転送チャネル５から水平転送チャネル６に流れ込む。
この水平転送チャネル６と最終の垂直転送電極１n との
間に、水平転送チャネル６に沿って、櫛状の水平蓄積電
極３が配置される。水平蓄積電極３は、複数の櫛歯状部
分の各々が垂直転送チャネル５の延長上に存在し、最終
の垂直転送電極１n 下の垂直転送チャネル５から送出さ
れる信号電荷群を一旦蓄積する。この水平蓄積電極３に
蓄えられた信号電荷を行方向に転送するために、第一層
めの水平転送電極８及び第二層めの水平転送電極７が行
方向に繰返して配列されている。また、信号電荷の不具
合な拡散を抑制するために櫛状の水平バリア電極４が設
けられている。水平バリア電極４の櫛の柄の部分は最終
の垂直転送電極１n 及び水平蓄積電極３間に、水平バリ
ア電極４の歯の部分は櫛状の水平蓄積電極３の歯の部分
と水平転送電極７との間に配置される。上述した、水平
蓄積電極３、水平バリア電極４、水平転送チャネル６、
第二層の水平転送電極７、第一層の水平転送電極８は、
水平転送部１０４に対応している。
おいて、エピタキシャル成長あるいは埋込チャネルによ
って行方向に形成された水平転送チャネル６に繋がって
いる。水平転送チャネル６は、垂直転送チャネル５より
も高いバイアス電界が印加されており、信号電荷は、垂
直転送チャネル５から水平転送チャネル６に流れ込む。
この水平転送チャネル６と最終の垂直転送電極１n との
間に、水平転送チャネル６に沿って、櫛状の水平蓄積電
極３が配置される。水平蓄積電極３は、複数の櫛歯状部
分の各々が垂直転送チャネル５の延長上に存在し、最終
の垂直転送電極１n 下の垂直転送チャネル５から送出さ
れる信号電荷群を一旦蓄積する。この水平蓄積電極３に
蓄えられた信号電荷を行方向に転送するために、第一層
めの水平転送電極８及び第二層めの水平転送電極７が行
方向に繰返して配列されている。また、信号電荷の不具
合な拡散を抑制するために櫛状の水平バリア電極４が設
けられている。水平バリア電極４の櫛の柄の部分は最終
の垂直転送電極１n 及び水平蓄積電極３間に、水平バリ
ア電極４の歯の部分は櫛状の水平蓄積電極３の歯の部分
と水平転送電極７との間に配置される。上述した、水平
蓄積電極３、水平バリア電極４、水平転送チャネル６、
第二層の水平転送電極７、第一層の水平転送電極８は、
水平転送部１０４に対応している。
【０００５】かかる固体撮像装置の動作について図７乃
至図９を参照して説明する。図７は、各転送電極に印加
される駆動電圧を示しており、垂直電極１及び２には４
相の垂直駆動クロックＶ1 〜Ｖ4 が夫々印加される。水
平蓄積電極３及び水平バリア電極４には水平駆動クロッ
クＨ1 が印加される。水平転送電極７及び８には水平駆
動クロックＨ2 が印加される。水平駆動クロックＨ1 及
びＨ2 は２相駆動クロックとなっている。
至図９を参照して説明する。図７は、各転送電極に印加
される駆動電圧を示しており、垂直電極１及び２には４
相の垂直駆動クロックＶ1 〜Ｖ4 が夫々印加される。水
平蓄積電極３及び水平バリア電極４には水平駆動クロッ
クＨ1 が印加される。水平転送電極７及び８には水平駆
動クロックＨ2 が印加される。水平駆動クロックＨ1 及
びＨ2 は２相駆動クロックとなっている。
【０００６】図８は、各駆動クロックの信号波形を示し
ており、例えば、４相垂直駆動クロックＶ1 〜Ｖ4 の
「Ｈ」レベルは０〜１２Ｖ、「Ｌ」レベルは−６〜−８
Ｖである。２相水平駆動クロックＨ1 及びＨ2 は、
「Ｈ」レベルが３〜５Ｖ、「Ｌ」レベルが０±０．５Ｖ
である。
ており、例えば、４相垂直駆動クロックＶ1 〜Ｖ4 の
「Ｈ」レベルは０〜１２Ｖ、「Ｌ」レベルは−６〜−８
Ｖである。２相水平駆動クロックＨ1 及びＨ2 は、
「Ｈ」レベルが３〜５Ｖ、「Ｌ」レベルが０±０．５Ｖ
である。
【０００７】図９は、図８に示す駆動クロックのタイミ
ングｔ1 〜ｔ10における信号電荷の移動を図７の転送チ
ャネルＩ−II−III に沿って概略的に示している。垂直
駆動クロックＶ1 〜Ｖ4 によって、転送チャネルのポテ
ンシャルを制御し、感光部１０１から垂直転送チャネル
５に転送された信号電荷を順次に水平蓄積電極３に向っ
て移動させる（ｔ1 〜ｔ4 ）。水平バリア電極４及び水
平蓄積電極３の印加電圧Ｈ1 をＨレベルに制御すること
によって、駆動クロックＶ4 が印加される最終の垂直転
送電極１n 下の垂直転送チャネルから水平蓄積電極３下
に信号電荷を取込む（ｔ4 〜ｔ9 ）。次に、水平蓄積電
極３及び水平バリヤ電極４に印加される水平駆動クロッ
クＨ1 と、水平転電極７及び水平転送電極８に印加され
る水平駆動クロックＨ2 とを相補的に制御することによ
って、水平転送チャネルに取込まれた信号電荷をアンプ
１０５に向って移動させる。上述した垂直転送チャネル
及び水平転送チャネルを構成するＣＣＤの動作は公知の
ものであり、本発明の要部ではないのでこれ以上詳細に
説明しない。
ングｔ1 〜ｔ10における信号電荷の移動を図７の転送チ
ャネルＩ−II−III に沿って概略的に示している。垂直
駆動クロックＶ1 〜Ｖ4 によって、転送チャネルのポテ
ンシャルを制御し、感光部１０１から垂直転送チャネル
５に転送された信号電荷を順次に水平蓄積電極３に向っ
て移動させる（ｔ1 〜ｔ4 ）。水平バリア電極４及び水
平蓄積電極３の印加電圧Ｈ1 をＨレベルに制御すること
によって、駆動クロックＶ4 が印加される最終の垂直転
送電極１n 下の垂直転送チャネルから水平蓄積電極３下
に信号電荷を取込む（ｔ4 〜ｔ9 ）。次に、水平蓄積電
極３及び水平バリヤ電極４に印加される水平駆動クロッ
クＨ1 と、水平転電極７及び水平転送電極８に印加され
る水平駆動クロックＨ2 とを相補的に制御することによ
って、水平転送チャネルに取込まれた信号電荷をアンプ
１０５に向って移動させる。上述した垂直転送チャネル
及び水平転送チャネルを構成するＣＣＤの動作は公知の
ものであり、本発明の要部ではないのでこれ以上詳細に
説明しない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】垂直転送部から水平転
送部に信号電荷を転送するパラレル−シリアル変換部に
おいて、従来構成では、図４に示すように、垂直転送チ
ャネル５の幅Ａが水平蓄積電極３の幅Ｂよりも狭く形成
されており、水平蓄積電極３の櫛歯状部分の下部でチャ
ネル幅Ａを拡大した形状となっている。従って、水平蓄
積電極３及び垂直転送チャネル５相互間が僅かにずれて
も、水平蓄積電極３の櫛歯状部分の下部内に垂直転送チ
ャネル５が収る。この結果、垂直転送チャネル５と水平
蓄積電極３とのパターンの位置合わせにおいてずれが生
じた場合に、垂直転送チャネル５が水平蓄積電極３下か
らはみだして、水平蓄積電極３下における信号電荷の転
送チャネルの幅が狭くなり、いわゆるナローチャネルに
よるバリアが生じて転送不良が生じ、再生した画面に縦
筋が起るのことを防止することが可能となる。
送部に信号電荷を転送するパラレル−シリアル変換部に
おいて、従来構成では、図４に示すように、垂直転送チ
ャネル５の幅Ａが水平蓄積電極３の幅Ｂよりも狭く形成
されており、水平蓄積電極３の櫛歯状部分の下部でチャ
ネル幅Ａを拡大した形状となっている。従って、水平蓄
積電極３及び垂直転送チャネル５相互間が僅かにずれて
も、水平蓄積電極３の櫛歯状部分の下部内に垂直転送チ
ャネル５が収る。この結果、垂直転送チャネル５と水平
蓄積電極３とのパターンの位置合わせにおいてずれが生
じた場合に、垂直転送チャネル５が水平蓄積電極３下か
らはみだして、水平蓄積電極３下における信号電荷の転
送チャネルの幅が狭くなり、いわゆるナローチャネルに
よるバリアが生じて転送不良が生じ、再生した画面に縦
筋が起るのことを防止することが可能となる。
【０００９】しかしながら、固体撮像装置の多画素化、
小型化に伴って、垂直転送チャネル５、水平転送チャネ
ル６のパターンが共に微細化されている。微細化する
と、垂直転送チャネルの容量を確保するために、図４に
示すように垂直転送チャネルの幅Ａを水平蓄積電極３の
電極の幅Ｂよりも狭くすることが出来なくなる。これを
図５に示す。図５において、図４と対応する部分には同
一符号を付しており、かかる部分の説明は省略する。
小型化に伴って、垂直転送チャネル５、水平転送チャネ
ル６のパターンが共に微細化されている。微細化する
と、垂直転送チャネルの容量を確保するために、図４に
示すように垂直転送チャネルの幅Ａを水平蓄積電極３の
電極の幅Ｂよりも狭くすることが出来なくなる。これを
図５に示す。図５において、図４と対応する部分には同
一符号を付しており、かかる部分の説明は省略する。
【００１０】上述したパラレル−シリアル変換部は、図
５に示すように、垂直転送チャネル５の幅Ａと水平蓄積
電極３の幅Ｂとは略同程度にならざるを得ない。この場
合、図６に示すように、両者のパターンの位置合わせで
ずれが発生すると、同図Ｃの部分で上述したナローチャ
ンネルによってバリアが発生し、転送不良が生じて、ビ
デオ信号に画面に縦筋となって現れるノイズをもたら
す。
５に示すように、垂直転送チャネル５の幅Ａと水平蓄積
電極３の幅Ｂとは略同程度にならざるを得ない。この場
合、図６に示すように、両者のパターンの位置合わせで
ずれが発生すると、同図Ｃの部分で上述したナローチャ
ンネルによってバリアが発生し、転送不良が生じて、ビ
デオ信号に画面に縦筋となって現れるノイズをもたら
す。
【００１１】よって、本発明は、回路のパターンが微細
化されても、チャネルの信号電荷の転送容量を確保し、
かつ、縦筋を発生しない固体撮像装置を提供することを
目的とする。
化されても、チャネルの信号電荷の転送容量を確保し、
かつ、縦筋を発生しない固体撮像装置を提供することを
目的とする。
【００１２】また、本発明は、回路のパターンが微細化
されても、チャネルの信号電荷の転送容量を確保し、か
つ、縦筋を発生しないパラレル−シリアル変換体装置を
提供することを目的とする。
されても、チャネルの信号電荷の転送容量を確保し、か
つ、縦筋を発生しないパラレル−シリアル変換体装置を
提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置は、半導体基板上に行列状に
形成されて、受光光量に応じた信号電荷を発生する複数
の光電変換素子と、各列の光電変換素子に蓄えられた信
号電荷を、上記光電変換素子の各列に沿って形成された
垂直転送チャネル内に取込み、取込んだ各信号電荷を列
方向に転送する複数の垂直転送部と、上記複数の垂直転
送部の各垂直転送チャネルから並列に出力される一水平
走査相当の複数の信号電荷を、上記垂直転送チャネルに
跨る水平蓄積電極に一旦保持し、保持した各信号電荷を
行方向に形成された水平転送チャネル内に取込んで、各
信号電荷を直列に転送する水平転送部と、上記垂直転送
チャネルと上記水平蓄積電極とが重複する領域から上記
水平転送チャネルに向い、かつ、上記垂直転送チャネル
内から上記水平転送チャネル内に幅が広がる形状で、上
記垂直転送チャネルから上記水平転送チャネル上に亘っ
て形成される不純物拡散層と、を備えることを特徴とす
る。
め、本発明の固体撮像装置は、半導体基板上に行列状に
形成されて、受光光量に応じた信号電荷を発生する複数
の光電変換素子と、各列の光電変換素子に蓄えられた信
号電荷を、上記光電変換素子の各列に沿って形成された
垂直転送チャネル内に取込み、取込んだ各信号電荷を列
方向に転送する複数の垂直転送部と、上記複数の垂直転
送部の各垂直転送チャネルから並列に出力される一水平
走査相当の複数の信号電荷を、上記垂直転送チャネルに
跨る水平蓄積電極に一旦保持し、保持した各信号電荷を
行方向に形成された水平転送チャネル内に取込んで、各
信号電荷を直列に転送する水平転送部と、上記垂直転送
チャネルと上記水平蓄積電極とが重複する領域から上記
水平転送チャネルに向い、かつ、上記垂直転送チャネル
内から上記水平転送チャネル内に幅が広がる形状で、上
記垂直転送チャネルから上記水平転送チャネル上に亘っ
て形成される不純物拡散層と、を備えることを特徴とす
る。
【００１４】また、本発明のパラレル−シリアル変換装
置は、半導体基板上に列方向に形成されて、信号電荷を
列方向に転送する複数の垂直転送チャネルと、上記複数
の垂直転送チャネルの各々から並列に出力される複数の
信号電荷を、上記垂直転送チャネルに跨る水平蓄積電極
に一旦保持し、保持した各信号電荷を行方向に形成され
た水平転送チャネル内に取込んで、各信号電荷を直列に
転送する水平転送部と、上記垂直転送チャネルと上記水
平蓄積電極とが重複する領域から上記水平転送チャネル
に向い、かつ、上記垂直転送チャネル内から上記水平転
送チャネル内に幅が広がる形状で、上記垂直転送チャネ
ルから上記水平転送チャネル上に亘って形成される不純
物拡散層と、を備えることを特徴とする。
置は、半導体基板上に列方向に形成されて、信号電荷を
列方向に転送する複数の垂直転送チャネルと、上記複数
の垂直転送チャネルの各々から並列に出力される複数の
信号電荷を、上記垂直転送チャネルに跨る水平蓄積電極
に一旦保持し、保持した各信号電荷を行方向に形成され
た水平転送チャネル内に取込んで、各信号電荷を直列に
転送する水平転送部と、上記垂直転送チャネルと上記水
平蓄積電極とが重複する領域から上記水平転送チャネル
に向い、かつ、上記垂直転送チャネル内から上記水平転
送チャネル内に幅が広がる形状で、上記垂直転送チャネ
ルから上記水平転送チャネル上に亘って形成される不純
物拡散層と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
【作用】水平蓄積電極下の、垂直転送チャネルから水平
転送チャネルに電荷が転送される領域部分に、垂直転送
チャネルから水平転送チャネルに向って濃度が高くなる
ように濃度勾配が形成された不純物拡散層を追加形成し
て、信号電荷を案内する領域を形成しているので、水平
蓄積電極と垂直転送チャネルとの多少の合わせずれが発
生しても、信号電荷の流れを妨げるバリアが発生せず、
信号電荷が水平転送チャネルに円滑に転送される。この
結果、各垂直転送チャネルの転送容量を確保でき、画面
上で縦筋となるようなビデオ信号の形成不良を防止する
ことが可能となる。
転送チャネルに電荷が転送される領域部分に、垂直転送
チャネルから水平転送チャネルに向って濃度が高くなる
ように濃度勾配が形成された不純物拡散層を追加形成し
て、信号電荷を案内する領域を形成しているので、水平
蓄積電極と垂直転送チャネルとの多少の合わせずれが発
生しても、信号電荷の流れを妨げるバリアが発生せず、
信号電荷が水平転送チャネルに円滑に転送される。この
結果、各垂直転送チャネルの転送容量を確保でき、画面
上で縦筋となるようなビデオ信号の形成不良を防止する
ことが可能となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１を参照し
て説明する。図１において図４と対応する部分には同一
符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
て説明する。図１において図４と対応する部分には同一
符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
【００１７】この実施例においては、従来構成と同様に
固体撮像素子が形成されるが、櫛形形状の水平蓄積電極
３下の、垂直転送チャネル５から水平転送チャネル６に
移行する領域に、図１に梨地で示す、ｎ型の不純物拡散
層１０が追加形成されている。
固体撮像素子が形成されるが、櫛形形状の水平蓄積電極
３下の、垂直転送チャネル５から水平転送チャネル６に
移行する領域に、図１に梨地で示す、ｎ型の不純物拡散
層１０が追加形成されている。
【００１８】すなわち、図２に示すように、ｐ型シリコ
ン基板にイオン注入によってｎ型の不純物拡散を行い、
あるいはエピタキシャル成長によって埋込チャネルを形
成し、複数の垂直転送チャネル５及び水平転送チャネル
６を形成する。埋込チャネルの不純物濃度は、例えば、
０．５〜１０×１０17／ｃｍ-3程度に形成される。更
に、同図に想像線で示す櫛形形状の水平蓄積電極３の行
方向に延びる電極部分（櫛形形状の柄に相当する部分）
と垂直転送チャネル５とが重なる領域３ａにおいて、垂
直転送チャネル５の幅の略中央から水平転送チャネル６
に向って幅が広がるパターンで、例えば図示のような領
域３ａから、水平蓄積電極３と水平転送チャネル６が交
差する領域３ｂに向って、幅が段階的に広がるパターン
で、ｎ型の不純物拡散層１０が形成される。この追加さ
れた不純物拡散層１０の形成に用いる不純物としては、
例えば燐Ｐ、砒素Ａｓ等を用いることができる。不純物
濃度は、例えば０．５〜５×１０16／ｃｍ-3程度であ
る。
ン基板にイオン注入によってｎ型の不純物拡散を行い、
あるいはエピタキシャル成長によって埋込チャネルを形
成し、複数の垂直転送チャネル５及び水平転送チャネル
６を形成する。埋込チャネルの不純物濃度は、例えば、
０．５〜１０×１０17／ｃｍ-3程度に形成される。更
に、同図に想像線で示す櫛形形状の水平蓄積電極３の行
方向に延びる電極部分（櫛形形状の柄に相当する部分）
と垂直転送チャネル５とが重なる領域３ａにおいて、垂
直転送チャネル５の幅の略中央から水平転送チャネル６
に向って幅が広がるパターンで、例えば図示のような領
域３ａから、水平蓄積電極３と水平転送チャネル６が交
差する領域３ｂに向って、幅が段階的に広がるパターン
で、ｎ型の不純物拡散層１０が形成される。この追加さ
れた不純物拡散層１０の形成に用いる不純物としては、
例えば燐Ｐ、砒素Ａｓ等を用いることができる。不純物
濃度は、例えば０．５〜５×１０16／ｃｍ-3程度であ
る。
【００１９】不純物拡散層１０を垂直転送チャネル５の
幅の中央から水平転送チャネル６に向って幅が広がるよ
うに形成する理由は、不純物拡散層１０のマスクを用い
てイオン注入を行った場合、幅の狭い領域３ａの部分で
は周囲へのｎ型不純物の拡散によって比較的に不純物濃
度が低くなる。幅の広い領域３ｂの部分では周囲へのｎ
型不純物の拡散は少ないので比較的に不純物濃度が高く
なる。このため、領域３ａから領域３ｂに至る不純物濃
度の勾配が出来る。この勾配に沿ってエネルギー勾配が
形成される。前述したように、バイアス電圧によって垂
直転送チャネル５よりも水平転送チャネル６のエネルギ
ー順位が高く設定されているので、不純物拡散層１０が
垂直転送チャネル５から水平転送チャネル６に至る信号
経路に滑らかな電位傾斜を強制的に形成して信号電荷の
通過を促進する。このような不純物拡散層１０による信
号電荷を水平転送チャネル６に向って案内し、信号電荷
の通過（流れ）を促進して、信号電荷の通過容量を増す
働きによって、図６にＣとして示したナローチャネルが
生じても、この部分においてバリアが発生し、信号電荷
の通過が妨げられることを回避することが可能となる。
他の構成は、図４あるいは図５に示す固体撮像装置と同
様であり、その説明を省略する。また、ＣＣＤによる垂
直転送チャネル及び水平転送チャネルの各電極の制御も
従来構成と同様である。ＣＣＤの駆動には、公知の１相
駆動、２相駆動、３相駆動、４相駆動等を適用すること
が可能である。
幅の中央から水平転送チャネル６に向って幅が広がるよ
うに形成する理由は、不純物拡散層１０のマスクを用い
てイオン注入を行った場合、幅の狭い領域３ａの部分で
は周囲へのｎ型不純物の拡散によって比較的に不純物濃
度が低くなる。幅の広い領域３ｂの部分では周囲へのｎ
型不純物の拡散は少ないので比較的に不純物濃度が高く
なる。このため、領域３ａから領域３ｂに至る不純物濃
度の勾配が出来る。この勾配に沿ってエネルギー勾配が
形成される。前述したように、バイアス電圧によって垂
直転送チャネル５よりも水平転送チャネル６のエネルギ
ー順位が高く設定されているので、不純物拡散層１０が
垂直転送チャネル５から水平転送チャネル６に至る信号
経路に滑らかな電位傾斜を強制的に形成して信号電荷の
通過を促進する。このような不純物拡散層１０による信
号電荷を水平転送チャネル６に向って案内し、信号電荷
の通過（流れ）を促進して、信号電荷の通過容量を増す
働きによって、図６にＣとして示したナローチャネルが
生じても、この部分においてバリアが発生し、信号電荷
の通過が妨げられることを回避することが可能となる。
他の構成は、図４あるいは図５に示す固体撮像装置と同
様であり、その説明を省略する。また、ＣＣＤによる垂
直転送チャネル及び水平転送チャネルの各電極の制御も
従来構成と同様である。ＣＣＤの駆動には、公知の１相
駆動、２相駆動、３相駆動、４相駆動等を適用すること
が可能である。
【００２０】不純物拡散層１０のパターンは、実施例の
ように段階的に広がるパターンの他、扇形、銀杏の葉型
等、末広がりの種々の形状のものを適用することが可能
である。また、不純物拡散層１０は、実施例ではｎ型不
純物を用いたが、この極性は埋込層の不純物と同様の極
性に決められるものである。例えば、シリコン基板がｎ
型で、埋込チャネルがｐ型であれば、ｐ型不純物を用い
ることが出来る。上記実施例は、いわゆるインターライ
ン転送型の固体撮像装置に本発明を適用した例である
が、いわゆるフレーム転送型の固体撮像装置にも本発明
を適用することが出来る。また、本発明は、ＣＣＤを用
いた装置のパラレル−シリアル変換部に適用でる。例え
ば、ＣＣＤメモリのパラレル−シリアル変換部に不純物
拡散層１０を追加形成して、垂直転送チャネルの容量確
保やノイズ発生の防止を図ることが可能となる。
ように段階的に広がるパターンの他、扇形、銀杏の葉型
等、末広がりの種々の形状のものを適用することが可能
である。また、不純物拡散層１０は、実施例ではｎ型不
純物を用いたが、この極性は埋込層の不純物と同様の極
性に決められるものである。例えば、シリコン基板がｎ
型で、埋込チャネルがｐ型であれば、ｐ型不純物を用い
ることが出来る。上記実施例は、いわゆるインターライ
ン転送型の固体撮像装置に本発明を適用した例である
が、いわゆるフレーム転送型の固体撮像装置にも本発明
を適用することが出来る。また、本発明は、ＣＣＤを用
いた装置のパラレル−シリアル変換部に適用でる。例え
ば、ＣＣＤメモリのパラレル−シリアル変換部に不純物
拡散層１０を追加形成して、垂直転送チャネルの容量確
保やノイズ発生の防止を図ることが可能となる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置及びパラレル−シリアル変換装置においては、水平
蓄積電極下の、垂直転送チャネルから水平転送チャネル
に電荷が転送される領域部分に、垂直転送チャネルから
水平転送チャネルに向って濃度が高くなるように濃度勾
配が形成された不純物拡散層を追加形成して、信号電荷
を案内する領域を形成しているので、多少の合わせずれ
が発生しても信号電荷の流れを妨げるバリアが発生せ
ず、信号電荷が水平転送チャネルに円滑に転送される。
このため、各垂直転送チャネルの転送容量を確保でき、
画面上で縦筋となるようなビデオ信号の形成不良を防止
することが可能となる。
装置及びパラレル−シリアル変換装置においては、水平
蓄積電極下の、垂直転送チャネルから水平転送チャネル
に電荷が転送される領域部分に、垂直転送チャネルから
水平転送チャネルに向って濃度が高くなるように濃度勾
配が形成された不純物拡散層を追加形成して、信号電荷
を案内する領域を形成しているので、多少の合わせずれ
が発生しても信号電荷の流れを妨げるバリアが発生せ
ず、信号電荷が水平転送チャネルに円滑に転送される。
このため、各垂直転送チャネルの転送容量を確保でき、
画面上で縦筋となるようなビデオ信号の形成不良を防止
することが可能となる。
【図１】本発明の固体撮像装置の実施例を示す回路パタ
ーン図である。
ーン図である。
【図２】追加拡散層１０の形成を説明するための説明図
である。
である。
【図３】固体撮像装置の概略構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】固体撮像装置の従来構成を示す回路パターン図
である。
である。
【図５】固体撮像装置の他の従来構成を示す回路パター
ン図である。
ン図である。
【図６】従来構成における不具合点を説明する説明図で
ある。
ある。
【図７】従来構成における各電極への印加電圧を示す説
明図である。
明図である。
【図８】垂直転送装置に印加される４相駆動クロックＶ
1 〜Ｖ4 、水平転送電極に印加される２相駆動クロック
Ｈ1 ，Ｈ2 の波形を示すタイミングチャート。
1 〜Ｖ4 、水平転送電極に印加される２相駆動クロック
Ｈ1 ，Ｈ2 の波形を示すタイミングチャート。
【図９】従来構成における信号電荷の転送を説明する説
明図である。
明図である。
１ 垂直転送電極 ３ 水平蓄積電極 ４ 水平バリア電極 ５ 垂直転送チャネル ６ 水平転送チャネル ７ 水平転送電極 ８ 水平転送電極 １０１ 感光部 １０３ 垂直転送部 １０４ 水平転送部 １０５ アンプ
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に行列状に形成されて、受光
光量に応じた信号電荷を発生する複数の光電変換素子
と、 各列の光電変換素子に蓄えられた信号電荷を、前記光電
変換素子の各列に沿って形成された垂直転送チャネル内
に取込み、取込んだ各信号電荷を列方向に転送する複数
の垂直転送部と、 前記複数の垂直転送部の各垂直転送チャネルから並列に
出力される一水平走査相当の複数の信号電荷を、前記垂
直転送チャネルに跨る水平蓄積電極に一旦保持し、保持
した各信号電荷を行方向に形成された水平転送チャネル
内に取込んで、各信号電荷を直列に転送する水平転送部
と、 前記垂直転送チャネルと前記水平蓄積電極とが重複する
領域から前記水平転送チャネルに向い、かつ、前記垂直
転送チャネル内から前記水平転送チャネル内に幅が広が
る形状で、前記垂直転送チャネルから前記水平転送チャ
ネル上に亘って形成される不純物拡散層と、 を備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】前記不純物拡散層は、ｎ型不純物であるこ
とを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置 - 【請求項３】半導体基板上に列方向に形成されて、信号
電荷を列方向に転送する複数の垂直転送チャネルと、 前記複数の垂直転送チャネルの各々から並列に出力され
る複数の信号電荷を、前記垂直転送チャネルに跨る水平
蓄積電極に一旦保持し、保持した各信号電荷を行方向に
形成された水平転送チャネル内に取込んで、各信号電荷
を直列に転送する水平転送部と、 前記垂直転送チャネルと前記水平蓄積電極とが重複する
領域から前記水平転送チャネルに向い、かつ、前記垂直
転送チャネル内から前記水平転送チャネル内に幅が広が
る形状で、前記垂直転送チャネルから前記水平転送チャ
ネル上に亘って形成される不純物拡散層と、 を備えることを特徴とする信号電荷のパラレル−シリア
ル変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02046794A JP3269727B2 (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02046794A JP3269727B2 (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07231087A true JPH07231087A (ja) | 1995-08-29 |
| JP3269727B2 JP3269727B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=12027906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02046794A Expired - Fee Related JP3269727B2 (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269727B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100671139B1 (ko) * | 1999-08-18 | 2007-01-17 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 고체 촬상 소자 |
-
1994
- 1994-02-17 JP JP02046794A patent/JP3269727B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100671139B1 (ko) * | 1999-08-18 | 2007-01-17 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 고체 촬상 소자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3269727B2 (ja) | 2002-04-02 |
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