JPH0758314A - Charge coupled element - Google Patents
Charge coupled elementInfo
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- JPH0758314A JPH0758314A JP22392693A JP22392693A JPH0758314A JP H0758314 A JPH0758314 A JP H0758314A JP 22392693 A JP22392693 A JP 22392693A JP 22392693 A JP22392693 A JP 22392693A JP H0758314 A JPH0758314 A JP H0758314A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合素子に関し、
特に新規な電荷検出機構を備えた電荷結合素子に関す
る。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a charge coupled device,
In particular, the present invention relates to a charge coupled device having a novel charge detection mechanism.
【0002】[0002]
【従来の技術】電荷結合素子の電荷検出手段として、フ
ローティングディフュージョン型(以下FD型)電荷検
出素子が知られている(米国特許第4,646,119
号明細書)。図5(a)は、上記米国特許明細書に記載
された電荷結合素子の平面図であり、図5(b)は、そ
のB−B′線の断面図である。2. Description of the Related Art A floating diffusion type (hereinafter referred to as FD type) charge detecting device is known as a charge detecting device for a charge coupled device (US Pat. No. 4,646,119).
Specification). FIG. 5A is a plan view of the charge-coupled device described in the above-mentioned US patent specification, and FIG. 5B is a sectional view taken along the line BB '.
【0003】図5において、1はn型半導体基板、2は
p型ウェル、3は、電荷転送領域を構成するn型拡散
層、4は、n型拡散層3内に設けられた、転送されてき
た信号電荷を検出するための浮遊拡散層、5は、n+ 型
拡散層からなり、電源電圧VDDが印加されているリセッ
トドレイン、6は、2相の転送パルスφ1 、φ2 が印加
されている転送電極、7は、一定の出力ゲート電圧VOG
が印加されている出力ゲート、9は、リセットパルスφ
R が印加されている、浮遊拡散層4をリセットドレイン
5の電位にリセットするためのリセットゲート、10
は、ソースフォロワの負荷側MOSトランジスタ、19
は、ソースフォロワの能動側MOSトランジスタ、20
は、浮遊拡散層4と能動トランジスタ19との間を接続
するAl配線である。In FIG. 5, 1 is an n-type semiconductor substrate, 2 is a p-type well, 3 is an n-type diffusion layer forming a charge transfer region, and 4 is a transfer layer provided in the n-type diffusion layer 3. The floating diffusion layers 5 for detecting the signal charges that have been received are n + type diffusion layers, and the reset drain to which the power supply voltage V DD is applied, and 6 are the two-phase transfer pulses φ 1 and φ 2. The applied transfer electrode, 7 has a constant output gate voltage V OG.
Is applied to the output gate, and 9 is a reset pulse φ
A reset gate for resetting the floating diffusion layer 4 to the potential of the reset drain 5 to which R is applied, 10
Is a load side MOS transistor of the source follower, 19
Is an active side MOS transistor of the source follower, 20
Is an Al wiring connecting the floating diffusion layer 4 and the active transistor 19.
【0004】次に、図5の従来例の動作について図6を
参照して説明する。時刻T1では、転送パルスφ1 が
L、φ2 がHとなって、信号電荷Q1がφ2の印加され
た転送電極6下に転送され、信号電荷Q2が浮遊拡散層
4に注入される。時刻T2に至り、リセットパルスφR
がHとなると、浮遊拡散層6−リセットドレイン5間が
導通し、信号電荷Q2がリセットドレイン5によって引
き抜かれ、浮遊拡散層の電位はリセットドレインの電位
VDDにまで引き上げられる。続いて、リセットパルスφ
R がLとなると、浮遊拡散層4がリセットドレイン5か
ら切り離されてリセット動作が完了する。時刻T3で
は、転送パルスφ1 がH、転送パルスφ2 がLとなっ
て、信号電荷Q1が、φ1 の印加された転送電極下に転
送される。続いて、時刻T4に至ると、転送パルスφ1
がL、φ2 がHとなって、最終転送電極下の信号電荷Q
1が浮遊拡散層4に転送される。このときの状態は時刻
T1の場合と同様である。以下、同様の動作が繰り返さ
れる。Next, the operation of the conventional example shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. At time T1, the transfer pulse φ 1 becomes L and φ 2 becomes H, the signal charge Q1 is transferred below the transfer electrode 6 to which φ 2 is applied, and the signal charge Q2 is injected into the floating diffusion layer 4. At time T2, reset pulse φ R
Becomes H, the floating diffusion layer 6 and the reset drain 5 are electrically connected, the signal charge Q2 is extracted by the reset drain 5, and the potential of the floating diffusion layer is raised to the potential V DD of the reset drain. Then, reset pulse φ
When R becomes L, the floating diffusion layer 4 is separated from the reset drain 5 and the reset operation is completed. At time T3, the transfer pulse φ 1 becomes H and the transfer pulse φ 2 becomes L, and the signal charge Q1 is transferred below the transfer electrode to which φ 1 is applied. Then, at time T4, the transfer pulse φ 1
Becomes L and φ 2 becomes H, and the signal charge Q under the final transfer electrode
1 is transferred to the floating diffusion layer 4. The state at this time is similar to that at time T1. Hereinafter, the same operation is repeated.
【0005】信号電荷量の検出は、時刻T3の状態から
時刻T4(T1)の状態に移ったときの浮遊拡散層の電
位変化を観察することによって行う。すなわち、信号電
荷の転送をうけて浮遊拡散層4の電位が変動するが、こ
の電位変化は、次式で示されるように転送電荷量に比例
しているため、浮遊拡散層の電位をこれに接続されたソ
ースフォロワによって観察することにより転送電荷の検
出が可能となる。 V=Q/(C1+C2) ここで、Vは浮遊拡散層の電位変化、Qは転送電荷量、
C1は浮遊拡散層の静電容量、C2は浮遊拡散層に接続
したトランジスタまでの配線容量およびトランジスタの
ゲート容量の和である。これらの値は従来の製造技術で
は概ねC1=C2=0.001pFである。The amount of signal charge is detected by observing the potential change of the floating diffusion layer when the state at time T3 shifts to the state at time T4 (T1). That is, the potential of the floating diffusion layer 4 fluctuates due to the transfer of the signal charge, but this potential change is proportional to the transfer charge amount as shown by the following equation. The transfer charge can be detected by observing with the connected source follower. V = Q / (C1 + C2) where V is the potential change of the floating diffusion layer, Q is the transfer charge amount,
C1 is the electrostatic capacitance of the floating diffusion layer, and C2 is the sum of the wiring capacitance up to the transistor connected to the floating diffusion layer and the gate capacitance of the transistor. These values are approximately C1 = C2 = 0.001 pF in the conventional manufacturing technology.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したFD型電荷検
出素子で電荷の検出効率を上げ、感度を向上させるため
には、上式に示した電荷検出容量C1、C2を小さくす
ることが必要である。従来、C1を小さくする為に、浮
遊拡散層の面積を小さくする方法がとられてきた。しか
しながら、従来技術では浮遊拡散層と配線を接続するた
めのコンタクトホールを設ける必要があり、浮遊拡散層
の大きさを小さくすることは既に限界に達している。ま
た、C2を小さくするためには、配線長を短くしたり、
MOS型トランジスタのゲート容量を小さくすることが
必要であるが、出力部付近には様々な配線が敷設されて
いることから、これらを避けてトランジスタをより近く
に形成することは困難であり、また、トランジスタサイ
ズを小さくすると雑音が大きくなるため、現在の技術で
はより小さくすることは不可能である。したがって、こ
の発明の目的とするところは、電荷検出容量の削減され
た電荷結合素子を提供しうるようにすることであり、も
ってより高感度な電荷結合素子あるいはより小型化され
た電荷結合素子を提供しうるようにしようとするもので
ある。In order to increase the charge detection efficiency and improve the sensitivity in the FD type charge detection element described above, it is necessary to reduce the charge detection capacitances C1 and C2 shown in the above equation. is there. Conventionally, a method of reducing the area of the floating diffusion layer has been used to reduce C1. However, in the conventional technique, it is necessary to provide a contact hole for connecting the floating diffusion layer and the wiring, and it has already reached its limit to reduce the size of the floating diffusion layer. In addition, in order to reduce C2, shorten the wiring length,
Although it is necessary to reduce the gate capacitance of the MOS type transistor, various wirings are laid near the output section, so it is difficult to avoid these and form the transistor closer to it. As the transistor size decreases, noise increases, and it is impossible to reduce the size with the current technology. Therefore, an object of the present invention is to provide a charge-coupled device with a reduced charge detection capacity, and thus to provide a more sensitive charge-coupled device or a smaller-sized charge-coupled device. It is about trying to be able to provide.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、半導体基板の表面領域内に設けら
れた電荷転送領域(3)と該電荷転送領域上に絶縁膜を
介して形成された複数の転送電極(6)を有する電荷転
送部と、前記電荷転送領域の電荷転送方向の先端部に隣
接して前記半導体基板の表面領域内に設けられた浮遊拡
散層(4)と、前記浮遊拡散層に隣接して前記半導体基
板の表面領域内に設けられたリセットドレイン(5)
と、前記浮遊拡散層と前記リセットドレインとの間の半
導体基板上に絶縁膜を介して形成されたリセットゲート
(9)と、を備え、前記浮遊拡散層上には、ソース、ド
レインおよびチャネル層を構成し、前記浮遊拡散層の電
位を感知する半導体薄膜(8、8a)が絶縁膜を介して
形成されていることを特徴とする電荷結合素子が提供さ
れる。In order to solve the above problems, according to the present invention, a charge transfer region (3) provided in the surface region of a semiconductor substrate and an insulating film on the charge transfer region are interposed. And a floating diffusion layer (4) provided in the surface region of the semiconductor substrate adjacent to the tip end of the charge transfer region in the charge transfer direction. And a reset drain (5) provided in the surface region of the semiconductor substrate adjacent to the floating diffusion layer.
And a reset gate (9) formed on the semiconductor substrate between the floating diffusion layer and the reset drain via an insulating film, and the source, drain and channel layers are provided on the floating diffusion layer. And a semiconductor thin film (8, 8a) for sensing the potential of the floating diffusion layer is formed via an insulating film.
【0008】[0008]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1(a)は、本発明の第1の実施例を示
す平面図であり、図1(b)、(c)は、それぞれその
B−B′線およびC−C′線の断面図である。図1
(a)、(b)において、1はn型半導体基板、2はp
型ウェル、3は、電荷転送領域を構成するn型拡散層、
4は、転送されてきた信号電荷を検出するための浮遊拡
散層であり、電荷検出用のトランジスタ(ソースフォロ
ワの能動側トランジスタ)のゲートを構成している。5
は、n+ 型拡散層からなり、電源電圧VDDが印加されて
いるリセットドレイン、6は、2相の転送パルスφ1 、
φ2が印加されている転送電極、7は、一定の出力ゲー
ト電圧VOGが印加されている出力ゲート、8は、浮遊拡
散層4をゲートとするMOSトランジスタのチャネル領
域となる多結晶シリコン薄膜、8aは、多結晶シリコン
薄膜8の両端に不純物を高濃度にドープして形成したn
+ 型多結晶シリコン薄膜、9は、リセットパルスφR が
印加されている、浮遊拡散層4をリセットドレイン5の
電位にリセットするためのリセットゲート、10は、浮
遊拡散層4をゲートとし多結晶シリコン薄膜8をチャネ
ル領域とするMOSトランジスタ(以下、適宜、半薄膜
トランジスタという)の負荷となるMOSトランジスタ
である。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 (a) is a plan view showing a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1 (b) and 1 (c) are sectional views taken along the lines BB 'and CC', respectively. is there. Figure 1
In (a) and (b), 1 is an n-type semiconductor substrate, 2 is p
The type well 3 is an n-type diffusion layer forming a charge transfer region,
Reference numeral 4 denotes a floating diffusion layer for detecting the transferred signal charges, which constitutes the gate of a charge detection transistor (active side transistor of the source follower). 5
Is a reset drain to which a power supply voltage V DD is applied and which is composed of an n + type diffusion layer, 6 is a two-phase transfer pulse φ 1 ,
Φ 2 is applied to the transfer electrode, 7 is an output gate to which a constant output gate voltage V OG is applied, and 8 is a polycrystalline silicon thin film that serves as a channel region of a MOS transistor having the floating diffusion layer 4 as a gate. , 8a are formed by heavily doping impurities at both ends of the polycrystalline silicon thin film 8.
A + -type polycrystalline silicon thin film, 9 is a reset gate to which the reset pulse φ R is applied, for resetting the floating diffusion layer 4 to the potential of the reset drain 5, and 10 is polycrystalline with the floating diffusion layer 4 as a gate. The MOS transistor serves as a load of a MOS transistor (hereinafter, appropriately referred to as a semi-thin film transistor) using the silicon thin film 8 as a channel region.
【0009】図1(c)において、11は、n型拡散層
3、浮遊拡散層4およびリセットドレイン5を囲むよう
に形成された、これらの領域を他の領域から分離するた
めのフィールド酸化膜、12は、フィールド酸化膜11
下に形成されたp+ 型チャネルストッパ、13はゲート
酸化膜、14は層間絶縁膜、15、16は、それぞれ層
間絶縁膜14に開孔されたコンタクトホールを介してn
+ 型多結晶シリコン薄膜8aと接触するドレイン電極と
ソース電極である。なお、図を見やすくするために、図
1(a)、(b)では、層間絶縁膜14およびソース・
ドレイン電極を除去した状態で示されている。In FIG. 1C, 11 is a field oxide film formed so as to surround the n-type diffusion layer 3, the floating diffusion layer 4 and the reset drain 5 to separate these regions from other regions. , 12 are field oxide films 11
A p + type channel stopper formed below, 13 is a gate oxide film, 14 is an interlayer insulating film, and 15 and 16 are n through contact holes formed in the interlayer insulating film 14, respectively.
The drain electrode and the source electrode are in contact with the + type polycrystalline silicon thin film 8a. 1 (a) and 1 (b), the interlayer insulating film 14 and the source.
It is shown with the drain electrode removed.
【0010】図2は、上述した、浮遊拡散層4をゲート
とし多結晶シリコン薄膜8をチャネル領域をするMOS
トランジスタ、すなわち半薄膜トランジスタの定性的な
電圧−電流特性を示すグラフである。図1(a)に示さ
れるように、このトランジスタは、そのドレインがVDD
電源に、ソースが負荷トランジスタであるMOSトラン
ジスタ10に接続されてソースフォロワの能動側トラン
ジスタとなっている。そして、このトランジスタでは、
ゲートとなる拡散層の電圧が変化すると、多結晶シリコ
ン薄膜内を流れる電流量が図2に示すように変化する。
すなわち、ゲート電圧が高くなれば電流は多くなり、ま
た、ゲート電圧が低くなれば電流は少なくなり、その結
果、ソース電圧が変化する。本発明の電荷結合素子にお
いては、浮遊拡散層にコンタクトを形成する必要がな
い。そのため、この拡散層の面積を狭く形成することが
でき、その静電容量を低く抑えることが可能となる。ま
た、浮遊拡散層4に配線が接続されることがなくなるの
で、その分寄生容量が削減される。FIG. 2 shows a MOS in which the floating diffusion layer 4 is used as a gate and the polycrystalline silicon thin film 8 is used as a channel region.
It is a graph which shows the qualitative voltage-current characteristic of a transistor, ie, a semi-thin film transistor. As shown in FIG. 1 (a), this transistor has its drain at V DD.
The source is connected to the MOS transistor 10, which is a load transistor, and the source serves as an active side transistor of the source follower. And in this transistor,
When the voltage of the diffusion layer serving as the gate changes, the amount of current flowing in the polycrystalline silicon thin film changes as shown in FIG.
That is, the higher the gate voltage, the higher the current, and the lower the gate voltage, the lower the current, and as a result, the source voltage changes. In the charge coupled device of the present invention, it is not necessary to form a contact in the floating diffusion layer. Therefore, the area of this diffusion layer can be formed to be small, and the electrostatic capacitance thereof can be suppressed low. Moreover, since the wiring is not connected to the floating diffusion layer 4, the parasitic capacitance is reduced accordingly.
【0011】次に、図3(a)〜(f)を参照して本実
施例における半薄膜トランジスタの製造方法について説
明する。まず、n型半導体基板(図示省略)上に、p型
ウェル2、浮遊拡散層(n型拡散層)4、厚さ5000
Å程度のフィールド酸化膜11、厚さ800Å程度のゲ
ート酸化膜を形成する。その上に、膜厚800Å程度の
多結晶シリコン薄膜8Aを低圧CVD法により全面に形
成する[図3(a)]。次に、この多結晶シリコン薄膜
をシリコンのイオン注入により非晶質化して非晶質シリ
コン薄膜8Bを形成する[図3(b)]。次に、窒素雰
囲気中において600℃程度の低温で60時間程度の熱
処理を行うことによりこの非晶質薄膜を固相成長させ、
結晶粒径の大きい多結晶シリコン薄膜8を形成する[図
3(c)]。この後、フォトエッチングにより所定パタ
ーンに加工し、さらに、表面をシリコン酸化膜からなる
層間絶縁膜14で覆い、ソース電極、ドレイン電極を形
成する部分にコンタクトホールを開孔する[図3
(d)]。リン(P)のイオン注入により多結晶シリコ
ン薄膜8の両端部分にn+ 型多結晶シリコン薄膜8aを
形成する[図3(e)]。次に、アルミニウムを蒸着
し、フォトエッチング法によりパターンニングしてドレ
イン電極15、ソース電極16を形成する[図3
(f)]。なお、このようなMOSトランジスタの形成
方法は、特開平2−122631号公報により公知であ
る。Next, with reference to FIGS. 3A to 3F, a method of manufacturing the half thin film transistor in this embodiment will be described. First, a p-type well 2, a floating diffusion layer (n-type diffusion layer) 4, and a thickness of 5000 are formed on an n-type semiconductor substrate (not shown).
A field oxide film 11 having a thickness of about Å and a gate oxide film having a thickness of about 800 Å are formed. Then, a polycrystalline silicon thin film 8A having a film thickness of about 800 Å is formed on the entire surface by a low pressure CVD method [FIG. 3 (a)]. Next, this polycrystalline silicon thin film is made amorphous by ion implantation of silicon to form an amorphous silicon thin film 8B [FIG. 3 (b)]. Next, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at a low temperature of about 600 ° C. for about 60 hours to solid-phase grow the amorphous thin film,
A polycrystalline silicon thin film 8 having a large crystal grain size is formed [FIG. 3 (c)]. After that, it is processed into a predetermined pattern by photoetching, the surface is covered with an interlayer insulating film 14 made of a silicon oxide film, and contact holes are formed in the portions where the source electrode and the drain electrode are to be formed [FIG.
(D)]. Phosphorus (P) ions are implanted to form n + -type polycrystalline silicon thin films 8a on both ends of the polycrystalline silicon thin film 8 [FIG. 3 (e)]. Next, aluminum is vapor-deposited and patterned by photoetching to form the drain electrode 15 and the source electrode 16 [FIG.
(F)]. A method for forming such a MOS transistor is known from Japanese Patent Laid-Open No. 122631/1990.
【0012】また、シリコン薄膜の形成方法として、特
開昭61−78120号公報に記載された、絶縁基板上
の薄膜半導体層に熱処理を施してあらかじめ結晶粒径を
均一化した後、この薄膜半導体層にレーザを照射して融
溶し、これを冷却固化して薄膜結晶を形成する方法等を
採用することができる。As a method of forming a silicon thin film, a thin film semiconductor layer on an insulating substrate described in JP-A-61-78120 is subjected to heat treatment to homogenize the crystal grain size in advance, and then this thin film semiconductor is formed. For example, a method of irradiating a layer with a laser beam to melt and melt and melt the layer to form a thin film crystal can be adopted.
【0013】図4は、本発明の第2の実施例を示す断面
図である。同図において、図1の部分と共通する部分に
は同一の参照番号が付されている。第2の実施例の第1
の実施例と相違する点は、半薄膜トランジスタの上面に
ゲート酸化膜17、バイアスゲート電極18を形成して
いる点である。このバイアスゲート電極は半薄膜トラン
ジスタと定電流源で構成されたソースフォロワの出力端
子に接続されている。このように構成することにより、
この半薄膜トランジスタの変調効率を高め、電荷検出効
率を高くすることができる。第2の実施例における半薄
膜トランジスタの製造方法は、先にのべた第1の実施例
の場合と同様である。FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are given to the portions common to the portions of FIG. First of the second embodiment
The difference from the embodiment is that the gate oxide film 17 and the bias gate electrode 18 are formed on the upper surface of the half thin film transistor. The bias gate electrode is connected to the output terminal of a source follower composed of a half thin film transistor and a constant current source. By configuring in this way,
The modulation efficiency of this half-thin film transistor can be enhanced, and the charge detection efficiency can be enhanced. The method of manufacturing the half-thin film transistor in the second embodiment is similar to that in the first embodiment described above.
【0014】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本願発明の要旨内にお
いて各種の変更が可能である。例えば、実施例では、2
相駆動方式埋め込みチャネル型電荷結合素子について説
明したが、これを2相以外の駆動方式のものや表面チャ
ネル型のものに変更することができる。また、半薄膜ト
ランジスタをpチャネル型トランジスタとすることがで
きる。さらに、実施例の導電型をすべて逆にすることが
できる。The preferred embodiment has been described above.
The present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. For example, in the embodiment, 2
Although the buried channel type charge coupled device of the phase drive system has been described, it can be changed to a drive system other than the two phase type or a surface channel type. Further, the half thin film transistor can be a p-channel transistor. Moreover, all conductivity types of the embodiments can be reversed.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電荷結合
素子は、浮遊拡散層上にゲート絶縁膜を介して半導体薄
膜を形成し、この半導体薄膜により浮遊拡散層の電位変
化を直接検出することができるようにしたものであるの
で、本発明によれば、従来の電荷検出方法で必要であっ
た浮遊拡散層へのコンタクトが不要となり、浮遊拡散層
面積を縮小することができる。すなわち、従来例では、
浮遊拡散層を10μm×8μm程度より小さくすること
ができなかったが、本発明によれば、これを8μm×6
μm程度に小さくすることができる。さらに、本発明に
より、ゲート配線が不要となったことにより、配線容量
C2はゲート容量分のみとなる。以上の結果、具体的に
は浮遊拡散層の静電容量C1は従来の約1/3に、また
配線容量C2は約2/3になり、電荷検出感度は従来例
の約2倍となる。As described above, in the charge coupled device of the present invention, a semiconductor thin film is formed on a floating diffusion layer via a gate insulating film, and this semiconductor thin film directly detects a potential change in the floating diffusion layer. Therefore, according to the present invention, the contact to the floating diffusion layer, which is required in the conventional charge detection method, is unnecessary, and the floating diffusion layer area can be reduced. That is, in the conventional example,
The floating diffusion layer could not be made smaller than about 10 μm × 8 μm, but according to the present invention, it can be reduced to 8 μm × 6.
It can be reduced to about μm. Further, according to the present invention, since the gate wiring is not necessary, the wiring capacitance C2 is only the gate capacitance. As a result, specifically, the electrostatic capacitance C1 of the floating diffusion layer is about 1/3 of the conventional one, the wiring capacitance C2 is about 2/3, and the charge detection sensitivity is about twice that of the conventional example.
【0016】また、ゲート配線を省略することができた
ことにより信号伝送路が短縮され、ノイズを拾いにくい
電荷結合素子を実現することができる。そして、本発明
によれば、検出部をコンパクトに構成することができ、
また感度が向上したことにより、固体撮像素子のような
応用デバイスをより小型化することが可能となる。Further, since the gate wiring can be omitted, the signal transmission path is shortened, and it is possible to realize a charge-coupled device which hardly picks up noise. And according to the present invention, the detection unit can be configured compactly,
Further, since the sensitivity is improved, it is possible to further reduce the size of an applied device such as a solid-state image sensor.
【図1】本発明の第1の実施例の平面図とそのB−B′
線とC−C′線の断面図。FIG. 1 is a plan view of a first embodiment of the present invention and its BB ′.
The sectional view of the line and CC line.
【図2】本発明の第1の実施例の動作を説明するための
グラフ。FIG. 2 is a graph for explaining the operation of the first exemplary embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第1の実施例の製造方法を説明するた
めの工程断面図。FIG. 3 is a process sectional view for explaining the manufacturing method of the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第2の実施例の平面図とそのB−B′
線とC−C′線の断面図。FIG. 4 is a plan view of a second embodiment of the present invention and its BB ′.
The sectional view of the line and CC line.
【図5】従来例の平面図とそのB−B′線の断面図。FIG. 5 is a plan view of a conventional example and a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
【図6】従来例の動作を説明するための電位分布図とタ
イミングチャート。FIG. 6 is a potential distribution diagram and a timing chart for explaining the operation of the conventional example.
1 n型半導体基板 2 p型ウェル 3 n型拡散層 4 浮遊拡散層 5 リセットドレイン 6 転送電極 7 出力ゲート 8 多結晶シリコン薄膜 8A 多結晶シリコン薄膜 8B 非晶質シリコン薄膜 8a n+ 型多結晶シリコン薄膜 9 リセットゲート 10 ソースフォロワの負荷側MOSトランジスタ 11 フィールド酸化膜 12 p+ 型チャネルストッパ 13 ゲート酸化膜 14 層間絶縁膜 15 ドレイン電極 16 ソース電極 17 ゲート酸化膜 18 バイアスゲート電極 19 ソースフォロワの能動側MOSトランジスタ 20 Al配線1 n-type semiconductor substrate 2 p-type well 3 n-type diffusion layer 4 floating diffusion layer 5 reset drain 6 transfer electrode 7 output gate 8 polycrystalline silicon thin film 8A polycrystalline silicon thin film 8B amorphous silicon thin film 8a n + type polycrystalline silicon Thin film 9 Reset gate 10 Source follower load side MOS transistor 11 Field oxide film 12 p + type channel stopper 13 Gate oxide film 14 Interlayer insulating film 15 Drain electrode 16 Source electrode 17 Gate oxide film 18 Bias gate electrode 19 Active side of source follower MOS transistor 20 Al wiring
Claims (7)
荷転送領域および該電荷転送領域上に絶縁膜を介して形
成された複数の転送電極を有する電荷転送部と、前記電
荷転送領域の電荷転送方向の先端部に隣接して前記半導
体基板の表面領域内に設けられた浮遊拡散層と、前記浮
遊拡散層に近接して前記半導体基板の表面領域内に設け
られたリセットドレインと、前記浮遊拡散層と前記リセ
ットドレインとの間の半導体基板上に絶縁膜を介して形
成されたリセットゲートと、を備え、前記浮遊拡散層上
には、ソース、ドレインおよびチャネル層を構成し、前
記浮遊拡散層の電位を感知する半導体薄膜が絶縁膜を介
して形成されていることを特徴とする電荷結合素子。1. A charge transfer region having a charge transfer region provided in a surface region of a semiconductor substrate and a plurality of transfer electrodes formed on the charge transfer region via an insulating film, and a charge of the charge transfer region. A floating diffusion layer provided in the surface region of the semiconductor substrate adjacent to the tip portion in the transfer direction; a reset drain provided in the surface region of the semiconductor substrate in the vicinity of the floating diffusion layer; A reset gate formed on the semiconductor substrate between the diffusion layer and the reset drain via an insulating film, forming a source, a drain, and a channel layer on the floating diffusion layer; A charge-coupled device characterized in that a semiconductor thin film for sensing the potential of a layer is formed via an insulating film.
あることを特徴とする請求項1記載の電荷結合素子。2. The charge coupled device according to claim 1, wherein the charge transfer unit is a buried channel type.
基板の表面領域内に設けられた第2導電型半導体領域で
あることを特徴とする請求項1記載の電荷結合素子。3. The charge coupled device according to claim 1, wherein the charge transfer region is a second conductivity type semiconductor region provided in a surface region of the first conductivity type semiconductor substrate.
基板上に形成された第2導電型ウェルの表面領域内に設
けられた第1導電型半導体領域であることを特徴とする
請求項1記載の電荷結合素子。4. The charge transfer region is a first conductivity type semiconductor region provided in a surface region of a second conductivity type well formed on a first conductivity type semiconductor substrate. 1. The charge coupled device according to 1.
シリコン薄膜であることを特徴とする請求項1記載の電
荷結合素子。5. The charge coupled device according to claim 1, wherein the semiconductor thin film is a single crystal or polycrystalline silicon thin film.
2の半導体薄膜が形成され、該第2の半導体薄膜が前記
半導体薄膜の一方の端部に接続されていることを特徴と
する請求項1記載の電荷結合素子。6. A second semiconductor thin film is formed on the semiconductor thin film via an insulating film, and the second semiconductor thin film is connected to one end of the semiconductor thin film. The charge coupled device according to claim 1.
が接続され、他方の端部に電源が接続され、前記定電流
源との接続点から出力信号を得ることを特徴とする請求
項1記載の電荷結合素子。7. A constant current source is connected to one end of the semiconductor thin film, and a power supply is connected to the other end of the semiconductor thin film, and an output signal is obtained from a connection point with the constant current source. The charge-coupled device according to item 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22392693A JPH0758314A (en) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Charge coupled element |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP22392693A JPH0758314A (en) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Charge coupled element |
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JPH0758314A true JPH0758314A (en) | 1995-03-03 |
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Family Applications (1)
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JP22392693A Pending JPH0758314A (en) | 1993-08-18 | 1993-08-18 | Charge coupled element |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106537897A (en) * | 2014-07-09 | 2017-03-22 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor device |
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1993
- 1993-08-18 JP JP22392693A patent/JPH0758314A/en active Pending
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