JPH0774334A - Ｃｃｄ映像素子およびその製造方法 - Google Patents
Ｃｃｄ映像素子およびその製造方法Info
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- JPH0774334A JPH0774334A JP3107229A JP10722991A JPH0774334A JP H0774334 A JPH0774334 A JP H0774334A JP 3107229 A JP3107229 A JP 3107229A JP 10722991 A JP10722991 A JP 10722991A JP H0774334 A JPH0774334 A JP H0774334A
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Classifications
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- 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
-
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- H01L27/14831—Area CCD imagers
Abstract
(57)【要約】
【構成】第１導電型基板の表面領域に水平方向に所定の
間隔をおいて設けたＯＦＤ電圧制御用第１導電型領域お
よびスミア現象低減用第２導電型領域と、その上に全体
的に設けた第２導電型エピタキシャル層と、上記第２導
電型エピタキシャル層の表面領域の、上記ＯＦＤ電圧制
御用第１導電型領域の上部と上記スミア現象低減用第２
導電型領域の上部にそれぞれ設けた第１導電型ホトダイ
オードおよび第１導電型ＢＣＣＤと、上記第１導電型ホ
トダイオードと上記第１導電型ＢＣＣＤとの間の上記第
２導電型エピタキシャル層表面上部に設けたトランスフ
ァゲートと、上記第１導電型ＢＣＣＤ上の上記第２導電
型エピタキシャル層表面上部に設けたＢＣＣＤクロック
信号供給用ゲートを有する構造と製造方法。 【効果】スミア現象を低減し、基板の欠陥を防止するこ
とができ、安価かつ容易に製造することができる。
間隔をおいて設けたＯＦＤ電圧制御用第１導電型領域お
よびスミア現象低減用第２導電型領域と、その上に全体
的に設けた第２導電型エピタキシャル層と、上記第２導
電型エピタキシャル層の表面領域の、上記ＯＦＤ電圧制
御用第１導電型領域の上部と上記スミア現象低減用第２
導電型領域の上部にそれぞれ設けた第１導電型ホトダイ
オードおよび第１導電型ＢＣＣＤと、上記第１導電型ホ
トダイオードと上記第１導電型ＢＣＣＤとの間の上記第
２導電型エピタキシャル層表面上部に設けたトランスフ
ァゲートと、上記第１導電型ＢＣＣＤ上の上記第２導電
型エピタキシャル層表面上部に設けたＢＣＣＤクロック
信号供給用ゲートを有する構造と製造方法。 【効果】スミア現象を低減し、基板の欠陥を防止するこ
とができ、安価かつ容易に製造することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＣＣＤ映像素子および
その製造方法に係り、特に、スミアノイズを低減させる
ことができる技術に関する。
その製造方法に係り、特に、スミアノイズを低減させる
ことができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＣＤ（電荷結合デバイス：チ
ャージ カプルド デバイス(Charge Coupled Device)）
映像素子は、ｎ型半導体基板に高濃度ｐ型ウェルを形成
し、この高濃度ｐ型ウェルの表面領域に所定の間隔をお
いてｎ型ホトダイオードとｎ型ＶＣＣＤ（バーティカル
チャージ カプルド デバイス(Vertical Charge Couple
d Device)）とを形成し、上記ｎ型ホトダイオードとｎ
型ＶＣＣＤとの間の上部には両者の相互接続のためのト
ランスファゲートを形成した構造を有する。
ャージ カプルド デバイス(Charge Coupled Device)）
映像素子は、ｎ型半導体基板に高濃度ｐ型ウェルを形成
し、この高濃度ｐ型ウェルの表面領域に所定の間隔をお
いてｎ型ホトダイオードとｎ型ＶＣＣＤ（バーティカル
チャージ カプルド デバイス(Vertical Charge Couple
d Device)）とを形成し、上記ｎ型ホトダイオードとｎ
型ＶＣＣＤとの間の上部には両者の相互接続のためのト
ランスファゲートを形成した構造を有する。
【０００３】上記ｎ型ＶＣＣＤは、ＢＣＣＤ（ベリード
チャージ カプルド デバイス(Buried Charge Coupled
Device)）またはＳＣＣＤ（サーフェス チャージ カプ
ルドデバイス(Surface Charge Coupled Device)）の構
造で作ることができるが、上記ＳＣＣＤは現在ほとんど
使用されない。一般的なＣＣＤ映像素子では、画面に現
われる焦点ぼけ（ブルーミング(Blooming)）の現象を低
減するために、上記ｎ型ホトダイオードの下方の領域に
ＯＦＤ（オーバー フロー ドレイン(Over FlowDrain)）
の電圧を制御するための反焦点ぼけ電圧（アンチ ブル
ーミング バイアス(Anti-Blooming Bias)）を印加す
る。すなわち、図示しない電位ウェルに蓄積された信号
電荷があふれ出すのを防ぐための電位障壁を形成する。
チャージ カプルド デバイス(Buried Charge Coupled
Device)）またはＳＣＣＤ（サーフェス チャージ カプ
ルドデバイス(Surface Charge Coupled Device)）の構
造で作ることができるが、上記ＳＣＣＤは現在ほとんど
使用されない。一般的なＣＣＤ映像素子では、画面に現
われる焦点ぼけ（ブルーミング(Blooming)）の現象を低
減するために、上記ｎ型ホトダイオードの下方の領域に
ＯＦＤ（オーバー フロー ドレイン(Over FlowDrain)）
の電圧を制御するための反焦点ぼけ電圧（アンチ ブル
ーミング バイアス(Anti-Blooming Bias)）を印加す
る。すなわち、図示しない電位ウェルに蓄積された信号
電荷があふれ出すのを防ぐための電位障壁を形成する。
【０００４】上記ＯＦＤ電圧制御方式は、ＨＯＦＤ（ホ
リゾンタル オーバー フロー ドレイン（Horizontal Ov
er Flow Drain））方式と、ＶＯＦＤ（バーティカル オ
ーバー フロー ドレイン（Vertical Over Flow Drai
n））方式とがある。しかし、ＨＯＦＤ方式は、クロッ
キング（Clocking）方式であるので、各々のホトダイオ
ードに一致するＶＣＣＤは一直線上に配置される。した
がって、ホトダイオードの開口面積は、相対的に縮小さ
れ、フィル ファクター（Fill Factor）は減少し、ＣＣ
Ｄ映像素子の感度は下がる。このため、現在、ＯＦＤ電
圧制御方式としてはＶＯＦＤ方式が使用されている。こ
の方式では、２度のイオン注入工程を実施し、ホトダイ
オード領域の下方に適当な深さの浅いｐ型ウェルを形成
し、他の領域には、適当な深さの深いｐ型ウェルを形成
し、適当な反焦点ぼけの電圧を印加するようにしたもの
である。
リゾンタル オーバー フロー ドレイン（Horizontal Ov
er Flow Drain））方式と、ＶＯＦＤ（バーティカル オ
ーバー フロー ドレイン（Vertical Over Flow Drai
n））方式とがある。しかし、ＨＯＦＤ方式は、クロッ
キング（Clocking）方式であるので、各々のホトダイオ
ードに一致するＶＣＣＤは一直線上に配置される。した
がって、ホトダイオードの開口面積は、相対的に縮小さ
れ、フィル ファクター（Fill Factor）は減少し、ＣＣ
Ｄ映像素子の感度は下がる。このため、現在、ＯＦＤ電
圧制御方式としてはＶＯＦＤ方式が使用されている。こ
の方式では、２度のイオン注入工程を実施し、ホトダイ
オード領域の下方に適当な深さの浅いｐ型ウェルを形成
し、他の領域には、適当な深さの深いｐ型ウェルを形成
し、適当な反焦点ぼけの電圧を印加するようにしたもの
である。
【０００５】上記ＶＯＦＤ方式のＣＣＤ映像素子の構造
は、図８に示すように、ｎ型基板１の上にｎ型エピタキ
シャル層２を形成し、ｎ型エピタキシャル層２にイオン
注入工程を２度実施して浅いｐ型ウェル３と深いｐ型ウ
ェル４とを形成し、浅いｐ型ウェル３の上方にはｎ型ホ
トダイオード５を、深いｐ型ウェル４の上方にはｎ型Ｂ
ＣＣＤ６を形成し、ｎ型ホトダイオード５とｎ型ＢＣＣ
Ｄ６との間の表面領域上にこれらの相互接続のための多
結晶シリコン膜からなるトランスファゲート７と、ｎ型
ＢＣＣＤ６上に多結晶シリコン膜からなり、ｎ型ＢＣＣ
Ｄ６にクロック信号を供給するＢＣＣＤクロック信号供
給用ゲート７ａを形成したものである。
は、図８に示すように、ｎ型基板１の上にｎ型エピタキ
シャル層２を形成し、ｎ型エピタキシャル層２にイオン
注入工程を２度実施して浅いｐ型ウェル３と深いｐ型ウ
ェル４とを形成し、浅いｐ型ウェル３の上方にはｎ型ホ
トダイオード５を、深いｐ型ウェル４の上方にはｎ型Ｂ
ＣＣＤ６を形成し、ｎ型ホトダイオード５とｎ型ＢＣＣ
Ｄ６との間の表面領域上にこれらの相互接続のための多
結晶シリコン膜からなるトランスファゲート７と、ｎ型
ＢＣＣＤ６上に多結晶シリコン膜からなり、ｎ型ＢＣＣ
Ｄ６にクロック信号を供給するＢＣＣＤクロック信号供
給用ゲート７ａを形成したものである。
【０００６】図８に示すように、光λが入射してｎ型ホ
トダイオード５の下方に信号電荷が生成されれば、この
信号電荷はトランスファゲート７に供給されるハイレベ
ル信号によってｎ型ＢＣＣＤ６へ移動されてその下方に
蓄積される。このとき、通常のＣＣＤのクロッキングに
よってＢＣＣＤへ移動される。図９は、図８のａ−ａ′
線に沿う電位のアウトラインを示す図である。
トダイオード５の下方に信号電荷が生成されれば、この
信号電荷はトランスファゲート７に供給されるハイレベ
ル信号によってｎ型ＢＣＣＤ６へ移動されてその下方に
蓄積される。このとき、通常のＣＣＤのクロッキングに
よってＢＣＣＤへ移動される。図９は、図８のａ−ａ′
線に沿う電位のアウトラインを示す図である。
【０００７】しかし、同時にｎ型ホトダイオード５の下
方に生成された電荷は深いｐ型ウェル４とｎ型ＢＣＣＤ
６との間に漂流するか、またはｎ型基板１に流れ出てし
まうので、スミア現象を起こす。さらに、ｎ型基板１に
シャッタ電圧（約30〜40Ｖ程度）を印加する場合、この
シャッタ電圧は非常に大きいので、上記電荷はこのシャ
ッタ電圧によってｎ型基板１に流れ出てしまうからスミ
ア現象がさらに増加し得る。
方に生成された電荷は深いｐ型ウェル４とｎ型ＢＣＣＤ
６との間に漂流するか、またはｎ型基板１に流れ出てし
まうので、スミア現象を起こす。さらに、ｎ型基板１に
シャッタ電圧（約30〜40Ｖ程度）を印加する場合、この
シャッタ電圧は非常に大きいので、上記電荷はこのシャ
ッタ電圧によってｎ型基板１に流れ出てしまうからスミ
ア現象がさらに増加し得る。
【０００８】上記スミア現象を防止するために、従来
は、高エネルギーで高濃度ｐ型のイオン注入を行ってｎ
型ＢＣＣＤ６と深いｐ型ウェル４との間の所定の領域に
高濃度ｐ型ＢＰＬ（ブロッキング ｐ型層(Blocking P T
ype Layer)）（図１６の符号８）を形成した。
は、高エネルギーで高濃度ｐ型のイオン注入を行ってｎ
型ＢＣＣＤ６と深いｐ型ウェル４との間の所定の領域に
高濃度ｐ型ＢＰＬ（ブロッキング ｐ型層(Blocking P T
ype Layer)）（図１６の符号８）を形成した。
【０００９】高濃度ｐ型ＢＰＬを利用した従来のＣＣＤ
映像素子の製造工程を図１０〜図１５を用いて説明す
る。まず、図１０に示すように、ｎ型基板１上にｎ型エ
ピタキシャル層２を形成する。
映像素子の製造工程を図１０〜図１５を用いて説明す
る。まず、図１０に示すように、ｎ型基板１上にｎ型エ
ピタキシャル層２を形成する。
【００１０】次に、ＯＦＤ電圧制御のため、図１１に示
すように、高濃度ｐ型のイオン注入工程を２度実施す
る。
すように、高濃度ｐ型のイオン注入工程を２度実施す
る。
【００１１】次に、イオンを拡散させるため、熱処理を
行って図１２に示すように、所定の深さの浅いｐ型ウェ
ル３と深いｐ型ウェル４とを形成する。
行って図１２に示すように、所定の深さの浅いｐ型ウェ
ル３と深いｐ型ウェル４とを形成する。
【００１２】次に、図１３に示すように、深いｐ型ウェ
ル４の所定の領域に高エネルギー（約600ＫｅＶ）のイ
オン注入装置を使って高濃度ｐ型ＢＰＬ８を形成する。
この高濃度ｐ型ＢＰＬ８は、ＢＣＣＤに蓄積された信号
電荷が基板のシャッタ電圧によって基板の方へ流れ出
し、ホトダイオードに生成された信号電荷が上記ＢＣＣ
Ｄに移動されないというスミア現象を防止する。
ル４の所定の領域に高エネルギー（約600ＫｅＶ）のイ
オン注入装置を使って高濃度ｐ型ＢＰＬ８を形成する。
この高濃度ｐ型ＢＰＬ８は、ＢＣＣＤに蓄積された信号
電荷が基板のシャッタ電圧によって基板の方へ流れ出
し、ホトダイオードに生成された信号電荷が上記ＢＣＣ
Ｄに移動されないというスミア現象を防止する。
【００１３】次に、図１４に示すように、浅いｐ型ウェ
ル３と深いｐ型ウェル４の所定の表面領域にｎ型イオン
を注入してｎ型ホトダイオード５とｎ型ＢＣＣＤ６とを
形成する。このとき、ｎ型ホトダイオード５の表面には
通常高濃度ｐ型薄膜９を形成する。
ル３と深いｐ型ウェル４の所定の表面領域にｎ型イオン
を注入してｎ型ホトダイオード５とｎ型ＢＣＣＤ６とを
形成する。このとき、ｎ型ホトダイオード５の表面には
通常高濃度ｐ型薄膜９を形成する。
【００１４】次に、図１５に示すように、多結晶シリコ
ン膜を用いて、ｎ型ホトダイオード５とｎ型ＢＣＣＤ６
との間の表面上部にこれらを相互接続するためのトラン
スファゲート７を形成し、ｎ型ＢＣＣＤ６上にＢＣＣＤ
クロック信号供給用ゲート７ａを形成する。このとき、
多結晶シリコンの代わりにアルミニウムのような金属も
使用することができるが、金属は伝達特性が悪いので、
ほとんど使用しない。
ン膜を用いて、ｎ型ホトダイオード５とｎ型ＢＣＣＤ６
との間の表面上部にこれらを相互接続するためのトラン
スファゲート７を形成し、ｎ型ＢＣＣＤ６上にＢＣＣＤ
クロック信号供給用ゲート７ａを形成する。このとき、
多結晶シリコンの代わりにアルミニウムのような金属も
使用することができるが、金属は伝達特性が悪いので、
ほとんど使用しない。
【００１５】図１６は、上述の工程によって製造された
ＣＣＤ映像素子の動作を説明するための図である。
ＣＣＤ映像素子の動作を説明するための図である。
【００１６】ｎ型ホトダイオード５に光λが入射する
と、このｎ型ホトダイオード５と浅いｐ型ウェル３との
間の領域である光信号電荷出力領域Ｏに信号電荷が生成
される。トランスファゲート７にハイレベル駆動信号が
供給されると、この信号電荷は、ｎ型ホトダイオード５
とｎ型ＢＣＣＤ６との間の領域である信号電荷伝達チャ
ネル領域Ｐを通ってｎ型ＢＣＣＤ６に隣接する領域であ
る信号電荷蓄積領域Ｑに蓄積される。次に、この信号電
荷蓄積領域Ｑに蓄積された信号電荷は、通常のＣＣＤの
クロッキング動作によりＨＣＣＤ（ホリゾンタル チャ
ージ カプルド デバイス(Horizontal Charge Coupled D
evice)：図示せず）に移動する。このとき、光信号電荷
出力領域Ｏで生成された信号電荷が信号電荷伝達チャネ
ル領域Ｐを通過せず、深いｐ型ウェル４と高濃度ｐ型Ｂ
ＰＬ８の間の領域であるスミア信号排出領域Ｒに流れ出
ると、ＣＣＤ映像素子の画面にはスミア現象が発生す
る。しかし、図１６のｂ−ｂ′線の電位のアウトライン
を示す図１７に示すように、高濃度ｐ型ＢＰＬ８の高い
電位障壁のため、信号電荷がスミア信号排出領域Ｒに流
れ出にくいからスミア現象が低減される。実際、ｎ型基
板１に流れ出るスミア信号よりｎ型ＢＣＣＤ６の方で漂
流している信号電荷がもっと大きい問題となる。
と、このｎ型ホトダイオード５と浅いｐ型ウェル３との
間の領域である光信号電荷出力領域Ｏに信号電荷が生成
される。トランスファゲート７にハイレベル駆動信号が
供給されると、この信号電荷は、ｎ型ホトダイオード５
とｎ型ＢＣＣＤ６との間の領域である信号電荷伝達チャ
ネル領域Ｐを通ってｎ型ＢＣＣＤ６に隣接する領域であ
る信号電荷蓄積領域Ｑに蓄積される。次に、この信号電
荷蓄積領域Ｑに蓄積された信号電荷は、通常のＣＣＤの
クロッキング動作によりＨＣＣＤ（ホリゾンタル チャ
ージ カプルド デバイス(Horizontal Charge Coupled D
evice)：図示せず）に移動する。このとき、光信号電荷
出力領域Ｏで生成された信号電荷が信号電荷伝達チャネ
ル領域Ｐを通過せず、深いｐ型ウェル４と高濃度ｐ型Ｂ
ＰＬ８の間の領域であるスミア信号排出領域Ｒに流れ出
ると、ＣＣＤ映像素子の画面にはスミア現象が発生す
る。しかし、図１６のｂ−ｂ′線の電位のアウトライン
を示す図１７に示すように、高濃度ｐ型ＢＰＬ８の高い
電位障壁のため、信号電荷がスミア信号排出領域Ｒに流
れ出にくいからスミア現象が低減される。実際、ｎ型基
板１に流れ出るスミア信号よりｎ型ＢＣＣＤ６の方で漂
流している信号電荷がもっと大きい問題となる。
【００１７】上述の従来構造では、反焦点ぼけの電圧印
加のためにｐ型イオン注入を２度行ってプレート型の浅
いｐ型ウェル３と深いｐ型ウェル４とを形成したが、浅
いｐ型ウェルをハート形状に形成してもよい。
加のためにｐ型イオン注入を２度行ってプレート型の浅
いｐ型ウェル３と深いｐ型ウェル４とを形成したが、浅
いｐ型ウェルをハート形状に形成してもよい。
【００１８】また、上記高濃度ｐ型ウェル全体を平坦に
形成し、イオン注入工程時、ホトダイオードの下方とＢ
ＣＣＤの下方との部分の不純物濃度を異なるように調整
してスミア現象の防止とＯＦＤ電圧制御のためのＣＣＤ
映像素子の構造およびその製造方法とが工夫されている
が、イオン注入工程の難しさに起因して使用されない。
形成し、イオン注入工程時、ホトダイオードの下方とＢ
ＣＣＤの下方との部分の不純物濃度を異なるように調整
してスミア現象の防止とＯＦＤ電圧制御のためのＣＣＤ
映像素子の構造およびその製造方法とが工夫されている
が、イオン注入工程の難しさに起因して使用されない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述の図１０〜１７の
ＣＣＤ映像素子およびその製造方法では、次のような問
題がある。すなわち、高濃度ｐ型ＢＰＬを形成するため
のイオン注入装置が高価であるのみならず、この装置の
用途が制限され実用的でない。また、高濃度ｐ型イオン
注入時、約600ＫｅＶほどの高エネルギーが使用される
ので、基板表面に欠陥を与えやすい。したがって、高濃
度ｐ型ＢＰＬを形成することによりスミア現象低減効果
はあるが、上記欠陥によるノイズの発生が憂慮されるの
で、高濃度ｐ型ＢＰＬの形成のための高度の技術が要求
される。
ＣＣＤ映像素子およびその製造方法では、次のような問
題がある。すなわち、高濃度ｐ型ＢＰＬを形成するため
のイオン注入装置が高価であるのみならず、この装置の
用途が制限され実用的でない。また、高濃度ｐ型イオン
注入時、約600ＫｅＶほどの高エネルギーが使用される
ので、基板表面に欠陥を与えやすい。したがって、高濃
度ｐ型ＢＰＬを形成することによりスミア現象低減効果
はあるが、上記欠陥によるノイズの発生が憂慮されるの
で、高濃度ｐ型ＢＰＬの形成のための高度の技術が要求
される。
【００２０】本発明の目的は、ＯＦＤ電圧の制御および
スミアノイズの低減が容易なＣＣＤ映像素子を提供する
ことにある。
スミアノイズの低減が容易なＣＣＤ映像素子を提供する
ことにある。
【００２１】また、本発明の他の目的は、製造工程の短
縮のみならず、実施が容易なＣＣＤ映像素子の製造方法
を提供することにある。
縮のみならず、実施が容易なＣＣＤ映像素子の製造方法
を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＣＣＤ映像素子は、第１導電型基板の表面
領域に水平方向に所定の間隔をおいて設けたＯＦＤ電圧
制御用第１導電型領域およびスミア現象低減用第２導電
型領域と、その上に全体的に設けた第２導電型エピタキ
シャル層と、上記第２導電型エピタキシャル層の表面領
域の、上記ＯＦＤ電圧制御用第１導電型領域の上部と上
記スミア現象低減用第２導電型領域の上部にそれぞれ設
けた第１導電型ホトダイオードおよび第１導電型ＢＣＣ
Ｄと、上記第１導電型ホトダイオードと上記第１導電型
ＢＣＣＤとの間の上記第２導電型エピタキシャル層表面
上部に設けたトランスファゲートと、上記第１導電型Ｂ
ＣＣＤ上の上記第２導電型エピタキシャル層表面上部に
設けたＢＣＣＤクロック信号供給用ゲートを有すること
を特徴とする。
に、本発明のＣＣＤ映像素子は、第１導電型基板の表面
領域に水平方向に所定の間隔をおいて設けたＯＦＤ電圧
制御用第１導電型領域およびスミア現象低減用第２導電
型領域と、その上に全体的に設けた第２導電型エピタキ
シャル層と、上記第２導電型エピタキシャル層の表面領
域の、上記ＯＦＤ電圧制御用第１導電型領域の上部と上
記スミア現象低減用第２導電型領域の上部にそれぞれ設
けた第１導電型ホトダイオードおよび第１導電型ＢＣＣ
Ｄと、上記第１導電型ホトダイオードと上記第１導電型
ＢＣＣＤとの間の上記第２導電型エピタキシャル層表面
上部に設けたトランスファゲートと、上記第１導電型Ｂ
ＣＣＤ上の上記第２導電型エピタキシャル層表面上部に
設けたＢＣＣＤクロック信号供給用ゲートを有すること
を特徴とする。
【００２３】また、本発明のＣＣＤ映像素子の製造方法
は、第１導電型基板の所定の表面領域に第１導電型のイ
オンを注入し、この第１導電型イオンを注入した領域か
ら水平方向に所定の間隔をおいて上記第１導電型基板の
所定の表面領域に上記第１導電型と逆の導電型である第
２導電型のイオンを注入する工程と、熱処理を行って上
記注入された上記第１導電型イオンと上記第２導電型イ
オンとを拡散させて所定の幅と深さとを有するＯＦＤ電
圧制御用第１導電型領域とスミア現象低減用第２導電型
領域とを形成する工程と、その上に全体的に第２導電型
エピタキシャル層を所定の厚さに形成する工程と、上記
第２導電型エピタキシャル層の所定の表面領域にそれぞ
れ第１導電型イオンを注入して、上記ＯＦＤ電圧制御用
第１導電型領域の上部に第１導電型ホトダイオードを形
成し、上記スミア現象低減用第２導電型領域の上部に第
１導電型ＢＣＣＤを形成する工程と、上記第１導電型ホ
トダイオードと上記第１導電型ＢＣＣＤとの間の上記第
２導電型エピタキシャル層表面上部にトランスファゲー
トを形成し、上記第１導電型ＢＣＣＤ上の上記第２導電
型エピタキシャル層表面上部にＢＣＣＤクロック信号供
給用ゲートを形成する工程を含むことを特徴とする。
は、第１導電型基板の所定の表面領域に第１導電型のイ
オンを注入し、この第１導電型イオンを注入した領域か
ら水平方向に所定の間隔をおいて上記第１導電型基板の
所定の表面領域に上記第１導電型と逆の導電型である第
２導電型のイオンを注入する工程と、熱処理を行って上
記注入された上記第１導電型イオンと上記第２導電型イ
オンとを拡散させて所定の幅と深さとを有するＯＦＤ電
圧制御用第１導電型領域とスミア現象低減用第２導電型
領域とを形成する工程と、その上に全体的に第２導電型
エピタキシャル層を所定の厚さに形成する工程と、上記
第２導電型エピタキシャル層の所定の表面領域にそれぞ
れ第１導電型イオンを注入して、上記ＯＦＤ電圧制御用
第１導電型領域の上部に第１導電型ホトダイオードを形
成し、上記スミア現象低減用第２導電型領域の上部に第
１導電型ＢＣＣＤを形成する工程と、上記第１導電型ホ
トダイオードと上記第１導電型ＢＣＣＤとの間の上記第
２導電型エピタキシャル層表面上部にトランスファゲー
トを形成し、上記第１導電型ＢＣＣＤ上の上記第２導電
型エピタキシャル層表面上部にＢＣＣＤクロック信号供
給用ゲートを形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
【作用】本発明では、第１導電型ＢＣＣＤの下方にスミ
ア現象低減用第２導電型領域を有するので、従来に比べ
て優れたスミア現象低減特性を有する。また、従来の製
造工程に比べて高価なイオン注入装置を必要としないの
で、経済的であるのみならず、イオン注入時、高エネル
ギーを必要としないので、基板の欠陥を防止することが
できる。さらに、従来の製造工程に比べて高精密度が要
求されないので、迅速な工程進行ができる。
ア現象低減用第２導電型領域を有するので、従来に比べ
て優れたスミア現象低減特性を有する。また、従来の製
造工程に比べて高価なイオン注入装置を必要としないの
で、経済的であるのみならず、イオン注入時、高エネル
ギーを必要としないので、基板の欠陥を防止することが
できる。さらに、従来の製造工程に比べて高精密度が要
求されないので、迅速な工程進行ができる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の
製造工程を図１〜図５を用いて説明する。
製造工程を図１〜図５を用いて説明する。
【００２６】まず、図１に示すように、ｎ型基板１１上
の所定の領域にｎ型イオンを注入する。
の所定の領域にｎ型イオンを注入する。
【００２７】次に、図２に示すように、ｎ型イオンが注
入された領域から水平方向に所定の間隔離れた領域のｎ
型基板１１に高濃度ｐ型イオンを注入する。
入された領域から水平方向に所定の間隔離れた領域のｎ
型基板１１に高濃度ｐ型イオンを注入する。
【００２８】次に、図３に示すように、熱処理を行って
上記注入されたｎ型イオンと高濃度ｐ型イオンとを拡散
させてＯＦＤ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減
用高濃度ｐ型領域１３とを形成した後、その上に全体的
にｐ型エピタキシャル層１４を形成する。ここで、ＯＦ
Ｄ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減用高濃度ｐ
型領域１３との間は、スミア信号がｎ型基板１１に流れ
出る通路の機能を果たし、ｐ型エピタキシャル層１４
は、図１２に示した従来の構造のｐ型ウェル３、４と同
じ機能を果たす。
上記注入されたｎ型イオンと高濃度ｐ型イオンとを拡散
させてＯＦＤ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減
用高濃度ｐ型領域１３とを形成した後、その上に全体的
にｐ型エピタキシャル層１４を形成する。ここで、ＯＦ
Ｄ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減用高濃度ｐ
型領域１３との間は、スミア信号がｎ型基板１１に流れ
出る通路の機能を果たし、ｐ型エピタキシャル層１４
は、図１２に示した従来の構造のｐ型ウェル３、４と同
じ機能を果たす。
【００２９】次に、図４に示すように、ｐ型エピタキシ
ャル層１４の表面領域にそれぞれｎ型イオンを注入し
て、ＯＦＤ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減用
高濃度ｐ型領域１３の上部にｎ型ホトダイオード１５と
ｎ型ＢＣＣＤ１６とを形成する。
ャル層１４の表面領域にそれぞれｎ型イオンを注入し
て、ＯＦＤ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減用
高濃度ｐ型領域１３の上部にｎ型ホトダイオード１５と
ｎ型ＢＣＣＤ１６とを形成する。
【００３０】次に、図５に示すように、ｎ型ホトダイオ
ード１５の表面上に高濃度ｐ型薄膜１８を形成する。次
に、多結晶シリコン膜を用いて、ｎ型ホトダイオード１
５とｎ型ＢＣＣＤ１６との間の表面上部にこれらを相互
接続するためのトランスファゲート１７を形成し、ｎ型
ＢＣＣＤ１６上にＢＣＣＤクロック信号供給用ゲート１
７ａを形成する。このとき、多結晶シリコンの代わり
に、アルミニウムのような金属を使用することができ
る。図６および図７は、上記工程により作製したＣＣＤ
映像素子の作用を説明する図で、これを参照して説明す
る。
ード１５の表面上に高濃度ｐ型薄膜１８を形成する。次
に、多結晶シリコン膜を用いて、ｎ型ホトダイオード１
５とｎ型ＢＣＣＤ１６との間の表面上部にこれらを相互
接続するためのトランスファゲート１７を形成し、ｎ型
ＢＣＣＤ１６上にＢＣＣＤクロック信号供給用ゲート１
７ａを形成する。このとき、多結晶シリコンの代わり
に、アルミニウムのような金属を使用することができ
る。図６および図７は、上記工程により作製したＣＣＤ
映像素子の作用を説明する図で、これを参照して説明す
る。
【００３１】まず、ｎ型ホトダイオード１５に光λが入
射すると、このｎ型ホトダイオード１５の下方の光信号
電荷出力領域Ｏには信号電荷が生成される。この信号電
荷はトランスファゲート１７にハイレベル信号が供給さ
れると、ｐ型エピタキシャル層１４中の信号電荷伝達チ
ャネル領域Ｐを通ってｎ型ＢＣＣＤ１６の下方の信号電
荷蓄積領域Ｑに移動されて蓄積される。次に、この信号
電荷蓄積領域Ｑに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤのクロ
ッキング動作によりＨＣＣＤ（図示せず）に移動する。
このとき、光信号電荷出力領域Ｏから信号電荷伝達チャ
ネル領域Ｐを通って信号電荷蓄積領域Ｑに到達されない
信号電荷の一部によって、スミア現象が発生する。ここ
で、ｎ型基板１１に流れ出たスミア電荷より、ｎ型ＢＣ
ＣＤ１６の下方に漂流しているスミア電荷が、画面の映
像の品質に大きな影響を与える。なぜならば、複数のＣ
ＣＤ映像素子が固体撮像素子に使用される場合、１つの
ホトダイオードで生成されたスミア電荷が漂流し、この
スミア電荷が他のダイオードで生成された信号電荷に影
響を与えるからである。
射すると、このｎ型ホトダイオード１５の下方の光信号
電荷出力領域Ｏには信号電荷が生成される。この信号電
荷はトランスファゲート１７にハイレベル信号が供給さ
れると、ｐ型エピタキシャル層１４中の信号電荷伝達チ
ャネル領域Ｐを通ってｎ型ＢＣＣＤ１６の下方の信号電
荷蓄積領域Ｑに移動されて蓄積される。次に、この信号
電荷蓄積領域Ｑに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤのクロ
ッキング動作によりＨＣＣＤ（図示せず）に移動する。
このとき、光信号電荷出力領域Ｏから信号電荷伝達チャ
ネル領域Ｐを通って信号電荷蓄積領域Ｑに到達されない
信号電荷の一部によって、スミア現象が発生する。ここ
で、ｎ型基板１１に流れ出たスミア電荷より、ｎ型ＢＣ
ＣＤ１６の下方に漂流しているスミア電荷が、画面の映
像の品質に大きな影響を与える。なぜならば、複数のＣ
ＣＤ映像素子が固体撮像素子に使用される場合、１つの
ホトダイオードで生成されたスミア電荷が漂流し、この
スミア電荷が他のダイオードで生成された信号電荷に影
響を与えるからである。
【００３２】本実施例の構造では、図６に示すように、
ｎ型ＢＣＣＤ１６の下方にスミア現象低減用高濃度ｐ型
領域１３が形成されているので、この領域に高い電位障
壁が形成される。したがって、スミア信号は、この領域
に留まらず、電位障壁が形成されないスミア信号排出領
域Ｒを介してｎ型基板１１に流れ出る。
ｎ型ＢＣＣＤ１６の下方にスミア現象低減用高濃度ｐ型
領域１３が形成されているので、この領域に高い電位障
壁が形成される。したがって、スミア信号は、この領域
に留まらず、電位障壁が形成されないスミア信号排出領
域Ｒを介してｎ型基板１１に流れ出る。
【００３３】図６のｃ−ｃ′線の電位のアウトラインを
図７に示す。図７に示すように、スミア現象低減用高濃
度ｐ型領域１３中には、高い電位障壁と広い中立領域と
が形成されるので、スミア信号はこの領域に留まらず、
ＯＦＤ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減用高濃
度ｐ型領域１３との間の電位障壁が非常に低いスミア信
号排出領域Ｒを通ってｎ型基板１１に流れ出る。
図７に示す。図７に示すように、スミア現象低減用高濃
度ｐ型領域１３中には、高い電位障壁と広い中立領域と
が形成されるので、スミア信号はこの領域に留まらず、
ＯＦＤ電圧制御用ｎ型領域１２とスミア現象低減用高濃
度ｐ型領域１３との間の電位障壁が非常に低いスミア信
号排出領域Ｒを通ってｎ型基板１１に流れ出る。
【００３４】以上説明したように、上記実施例では次の
ような効果を有する。すなわち、ｎ型ＢＣＣＤ１６の下
方にスミア現象低減用高濃度ｐ型領域１３を有するの
で、従来に比べて優れたスミア現象低減特性を有する。
また、従来の製造工程に比べて高価なイオン注入装置を
必要としないので、経済的であるのみならず、イオン注
入時、高エネルギーを必要としないので、基板の欠陥を
防止することができる。さらに、従来の製造工程に比べ
て高精密度が要求されないので、迅速な工程進行ができ
る。
ような効果を有する。すなわち、ｎ型ＢＣＣＤ１６の下
方にスミア現象低減用高濃度ｐ型領域１３を有するの
で、従来に比べて優れたスミア現象低減特性を有する。
また、従来の製造工程に比べて高価なイオン注入装置を
必要としないので、経済的であるのみならず、イオン注
入時、高エネルギーを必要としないので、基板の欠陥を
防止することができる。さらに、従来の製造工程に比べ
て高精密度が要求されないので、迅速な工程進行ができ
る。
【００３５】以上本発明を実施例に基づいて具体的に説
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。
明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
優れたスミア現象低減特性を有するＣＣＤ映像素子を提
供することができる。また、従来の製造工程に比べて高
価なイオン注入装置を必要としないので、経済的である
のみならず、イオン注入時、高エネルギーを必要としな
いので、基板の欠陥を防止することができる。さらに、
従来の製造工程に比べて高精密度が要求されないので、
迅速な工程進行ができる。
優れたスミア現象低減特性を有するＣＣＤ映像素子を提
供することができる。また、従来の製造工程に比べて高
価なイオン注入装置を必要としないので、経済的である
のみならず、イオン注入時、高エネルギーを必要としな
いので、基板の欠陥を防止することができる。さらに、
従来の製造工程に比べて高精密度が要求されないので、
迅速な工程進行ができる。
【図１】本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の製造工程
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の製造工程
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の製造工程
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の製造工程
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の製造工程
断面図である。
断面図である。
【図６】本発明の一実施例のＣＣＤ映像素子の動作説明
図である。
図である。
【図７】図６のｃ−ｃ′線の電位のアウトラインを示す
図である。
図である。
【図８】従来のスミア現象を考慮しないＣＣＤ映像素子
の構造断面および動作説明図である。
の構造断面および動作説明図である。
【図９】図８のａ−ａ′線の電位のアウトラインを示す
図である。
図である。
【図１０】従来のＣＣＤ映像素子の製造工程断面図であ
る。
る。
【図１１】従来のＣＣＤ映像素子の製造工程断面図であ
る。
る。
【図１２】従来のＣＣＤ映像素子の製造工程断面図であ
る。
る。
【図１３】従来のＣＣＤ映像素子の製造工程断面図であ
る。
る。
【図１４】従来のＣＣＤ映像素子の製造工程断面図であ
る。
る。
【図１５】従来のＣＣＤ映像素子の製造工程断面図であ
る。
る。
【図１６】従来のスミア現象を考慮したＣＣＤ映像素子
の構造断面および動作説明図である。
の構造断面および動作説明図である。
【図１７】図８のｂ−ｂ′線の電位のアウトラインを示
す図である。
す図である。
１１…ｎ型基板１１、１２…ＯＦＤ電圧制御用ｎ型領
域、１３…スミア現象低減用高濃度ｐ型領域、１４…ｐ
型エピタキシャル層、１５…ｎ型ホトダイオード、１６
…ｎ型ＢＣＣＤ、１７…トランスファゲート、１７ａ…
ＢＣＣＤクロック信号供給用ゲート、１８…高濃度ｐ型
薄膜、λ…光、Ｏ…光信号電荷出力領域、Ｐ…信号電荷
伝達チャネル領域、Ｑ…信号電荷蓄積領域、Ｒ…スミア
信号排出領域。
域、１３…スミア現象低減用高濃度ｐ型領域、１４…ｐ
型エピタキシャル層、１５…ｎ型ホトダイオード、１６
…ｎ型ＢＣＣＤ、１７…トランスファゲート、１７ａ…
ＢＣＣＤクロック信号供給用ゲート、１８…高濃度ｐ型
薄膜、λ…光、Ｏ…光信号電荷出力領域、Ｐ…信号電荷
伝達チャネル領域、Ｑ…信号電荷蓄積領域、Ｒ…スミア
信号排出領域。
Claims (2)
- 【請求項１】第１導電型基板の表面領域に水平方向に所
定の間隔をおいて設けたＯＦＤ電圧制御用第１導電型領
域およびスミア現象低減用第２導電型領域と、その上に
全体的に設けた第２導電型エピタキシャル層と、上記第
２導電型エピタキシャル層の表面領域の、上記ＯＦＤ電
圧制御用第１導電型領域の上部と上記スミア現象低減用
第２導電型領域の上部にそれぞれ設けた第１導電型ホト
ダイオードおよび第１導電型ＢＣＣＤと、上記第１導電
型ホトダイオードと上記第１導電型ＢＣＣＤとの間の上
記第２導電型エピタキシャル層表面上部に設けたトラン
スファゲートと、上記第１導電型ＢＣＣＤ上の上記第２
導電型エピタキシャル層表面上部に設けたＢＣＣＤクロ
ック信号供給用ゲートを有することを特徴とするＣＣＤ
映像素子。 - 【請求項２】第１導電型基板の所定の表面領域に第１導
電型のイオンを注入し、この第１導電型イオンを注入し
た領域から水平方向に所定の間隔をおいて上記第１導電
型基板の所定の表面領域に上記第１導電型と逆の導電型
である第２導電型のイオンを注入する工程と、熱処理を
行って上記注入された上記第１導電型イオンと上記第２
導電型イオンとを拡散させて所定の幅と深さとを有する
ＯＦＤ電圧制御用第１導電型領域とスミア現象低減用第
２導電型領域とを形成する工程と、その上に全体的に第
２導電型エピタキシャル層を所定の厚さに形成する工程
と、上記第２導電型エピタキシャル層の所定の表面領域
にそれぞれ第１導電型イオンを注入して、上記ＯＦＤ電
圧制御用第１導電型領域の上部に第１導電型ホトダイオ
ードを形成し、上記スミア現象低減用第２導電型領域の
上部に第１導電型ＢＣＣＤを形成する工程と、上記第１
導電型ホトダイオードと上記第１導電型ＢＣＣＤとの間
の上記第２導電型エピタキシャル層表面上部にトランス
ファゲートを形成し、上記第１導電型ＢＣＣＤ上の上記
第２導電型エピタキシャル層表面上部にＢＣＣＤクロッ
ク信号供給用ゲートを形成する工程を含むことを特徴と
するＣＣＤ映像素子の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1990-6730 | 1990-05-11 | ||
| KR1019900006730A KR920007355B1 (ko) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Ccd영상 소자의 구조 및 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774334A true JPH0774334A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2641809B2 JP2641809B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=19298928
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3107229A Expired - Lifetime JP2641809B2 (ja) | 1990-05-11 | 1991-05-13 | Ｃｃｄ映像素子 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2641809B2 (ja) |
| KR (1) | KR920007355B1 (ja) |
| DE (1) | DE4115060C2 (ja) |
| FR (1) | FR2662852B1 (ja) |
| GB (1) | GB2245423B (ja) |
| NL (1) | NL9100825A (ja) |
| RU (1) | RU2025830C1 (ja) |
Cited By (3)
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| US6953941B2 (en) | 2002-02-25 | 2005-10-11 | Konica Corporation | Radiation image conversion panel and producing method thereof |
| JP2010182886A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 |
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|---|---|---|---|---|
| KR960002645B1 (ko) * | 1992-04-03 | 1996-02-24 | 엘지반도체주식회사 | 전하 전송장치 및 고체 촬상장치 |
| KR0130959B1 (ko) * | 1992-06-03 | 1998-04-14 | 쓰지 하루오 | 고체촬상장치 및 그 제조방법 |
| DE4329838B4 (de) * | 1993-09-03 | 2005-09-22 | Hynix Semiconductor Inc., Ichon | Festkörper-Bildsensor |
| JP4752926B2 (ja) * | 2009-02-05 | 2011-08-17 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、電子機器 |
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-
1990
- 1990-05-11 KR KR1019900006730A patent/KR920007355B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-05-08 RU SU4895484/25A patent/RU2025830C1/ru active
- 1991-05-08 DE DE4115060A patent/DE4115060C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-10 GB GB9109966A patent/GB2245423B/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-10 FR FR9105703A patent/FR2662852B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-13 NL NL9100825A patent/NL9100825A/nl unknown
- 1991-05-13 JP JP3107229A patent/JP2641809B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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