JPH0778957A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄積ダイオードに蓄積される信号電荷に暗電
流が混入することを防ぐことができ、雑音の少なく、良
好な再生画像の得られる固体撮像装置を提供すること。 【構成】 ｐ型Ｓｉ基板１０上に２次元的に配列形成さ
れ、光電変換して得られた信号電荷を蓄積する蓄積ダイ
オード１３と、これらの蓄積ダイオード１３の配列に沿
って設けられ、蓄積ダイオード１３から読み出された信
号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤ１２とを備えた
固体撮像装置において、基板１０内で発生した暗電流が
蓄積ダイオード１３及び垂直ＣＣＤ１２に流れ込むのを
防止するために、蓄積ダイオード１３及び垂直ＣＣＤ１
２の周りを囲むようにそれぞれバリア領域１４を設け、
さらに蓄積ダイオード１３に隣接して暗電流を吸収する
ためのドレイン領域１５を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係わ
り、特に暗電流低減のために素子構造の改良をはかった
固体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体撮像装置の縮小化，多画素化
には、目覚ましいものがある。２次元ＣＣＤ撮像装置は
通常、光電変換して信号電荷を積層するフォトダイオー
ド・アレイとこのフォトダイオード・アレイの信号電荷
を転送する垂直ＣＣＤ及び水平ＣＣＤとにより構成され
る。この固体撮像装置の縮小化，微細化のため、固体撮
像装置の単位セルは益々微細化する必要があり、そのた
め光電変換を行うフォトダイオードのさらなる微細化は
必須である。

【０００３】ところが、フォトダイオードの面積が小さ
くなれば受光面積が減るので、１画素当たりの信号電荷
の量が減少してしまう問題がある。そこで最近、従来の
固体撮像素子を基本チップとし、その上に光導電膜を積
層した光導電膜積層型の固体撮像装置が提案されてい
る。

【０００４】図１２は積層型固体撮像装置の画素セルの
構造を示しており、（ａ）は平面図で、（ｂ）はそのＡ
−Ａ′断面図である。ｐ型Ｓｉ基板１の表面にＣＣＤ埋
込み転送チャネル（垂直ＣＣＤ）を形成するｎ型領域
２、素子分離領域であるｐ型領域３、蓄積ダイオードと
なるｎ型領域４が形成され、さらにｎ型領域２の上には
ゲート絶縁膜を介してＣＣＤ転送電極５が形成されてい
る。また、基板上１には絶縁膜を介して画素電極７が形
成され、この画素電極７は引出し電極６によりｎ型領域
４と接続されている。

【０００５】このように構成された固体撮像素子チップ
の上に、光導電膜である非結晶シリコン（Amorphous Si
licon:a-Si）膜８が堆積され、その上部にａ−Ｓｉ膜８
に電界を印加するためのＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜
からなる透明電極９が形成されている。

【０００６】この固体撮像装置においては、光導電膜８
に入射した光が光電変換され、それにより発生したキャ
リアのうち電子が、単位画素毎に設けられた画素電極７
に吸収され、引出し電極６を通して蓄積ダイオードに４
に信号として蓄積される。一定期間の信号蓄積の後、信
号電子は信号走査部であるＣＣＤ転送チャネル２に読み
出され、図示しない水平ＣＣＤの出力部に転送されるこ
とになる。そして、受光部の開口面積がほぼ１００％で
あることから、素子の感度が極めて高いという特徴を持
っている。

【０００７】しかしながら、積層型固体撮像装置にして
も、画素の微細化に伴って信号電荷の量は減少する。感
度は信号電荷の量と雑音の比で決まるものであり、従っ
て画素微細化に伴って雑音の量を益々減少する必要があ
る。固体撮像装置の雑音には半導体内で発生する暗電流
よって引き起こされるものがある。暗電流とは入射光と
は関係なく、光の入らない暗時に半導体内に発生する電
流のことで、この暗電流が半導体内に蓄積或いは保持さ
れた信号電荷に混入することで雑音となる。この暗電流
による雑音について以下に説明する。

【０００８】図１２の構成において、信号電荷は決まっ
た蓄積時間だけ蓄積ダイオード４に流れ込み蓄積ダイオ
ード４に蓄積される。この蓄積期間に半導体内に発生し
蓄積ダイオード４に流れ込む暗電流は雑音となる。この
暗電流の多くは半導体基板のｐ型の領域に発生し拡散し
て蓄積ダイオード４に到達するものである。また、垂直
ＣＣＤ内に信号電荷が移され、信号電荷が垂直ＣＣＤ内
を転送されている間は垂直ＣＣＤに流れ込む暗電流も雑
音となる。

【０００９】Ｓｉ基板１で発生する暗電流が原因の暗時
雑音が大きいという問題を、図１３を用いてより詳しく
説明する。Ｓｉ基板１で発生する暗電流は２つに分類で
きる。１つは、蓄積ダイオード４の空乏層４ａで発生す
る暗電流である。空乏層では空乏層以外よりも暗電流の
発生率は大きくなる。また、発生した電荷のうち電子は
空乏層の電界により蓄積ダイオード４に確実に集められ
ることになる。この空乏層４ａで発生する暗電流の量は
画素毎にばらつきが大きく、従って再生画面上で固定パ
ターン雑音を生じさせる原因となる。特に、光導電膜積
層型固体撮像装置では、蓄積ダイオード４と画素電極７
を接続する必要があるため、この空乏層４ａで発生する
暗電流を抑圧することは困難である。

【００１０】一方、空乏層４ａでないＳｉ基板１の領域
で発生する暗電流がある。この暗電流は拡散により蓄積
ダイオード４や垂直ＣＣＤチャネル２に流れ込む。空乏
層以外の領域では暗電流の発生率は小さいが、発生する
領域が広いため大きな暗電流となる。この暗電流は画素
毎のばらつきは小さいため、再生画面上ではランダムな
雑音の原因となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の固体
撮像装置においては、信号電荷を蓄積或いは保持してい
る間に半導体内に発生する暗電流が信号電荷に混入して
雑音になるという問題があった。

【００１２】本発明は、上記の事情を考慮してなされて
もので、その目的とするところは、半導体内で蓄積或い
は保持される信号電荷に暗電流が混入することを防ぐこ
とができ、雑音の少なく、良好な再生画像の得られる固
体撮像装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、暗電流
を排出するためのドレイン領域を設けると共に、信号電
荷を蓄積或いは一時的に保持する領域に暗電流が流れ込
まないようにバリア領域を設けることにある。

【００１４】即ち、本発明（請求項１）は、半導体基板
上に２次元的に配列形成され、光電変換して得られた信
号電荷を蓄積する信号電荷蓄積部と、これらの信号電荷
蓄積部の配列に沿って設けられ、該蓄積部から読み出さ
れた信号電荷を一方向に転送する信号電荷転送部とを備
えた固体撮像装置において、信号電荷蓄積部に隣接して
ドレイン領域を設け、さらに信号電荷蓄積部の少なくと
も一部を囲むようにバリア領域を設けるようにしたもの
である。

【００１５】また、本発明（請求項２）は、半導体基板
上に２次元的に配列形成され、光電変換して得られた信
号電荷を蓄積する信号電荷蓄積部と、これらの信号電荷
蓄積部の配列に沿って設けられ、該蓄積部から読み出さ
れた信号電荷を一方向に転送する信号電荷転送部と、信
号電荷転送部を介して転送された信号電荷を一時的に記
憶する一時記憶部とを備えた固体撮像装置において、一
時記憶部に隣接してドレイン領域を設け、さらに一時記
憶部の少なくとも一部を囲むようにバリア領域を設ける
ようにしたものである。

【００１６】

【作用】本発明によれば、信号電荷を蓄積或いは一時的
に保持する領域の少なくとも一部を囲むようにバリア領
域を設けることにより、半導体基板内で発生した暗電流
が信号電荷を蓄積或いは一時的に保持する領域に流れ込
むのを防止することができる。さらに、信号電荷を蓄積
或いは保持する領域の一部に隣接してドレイン領域を設
けることにより、半導体基板内で発生した暗電流をこの
ドレイン領域に吸収させることができる。これにより、
暗電流が信号電荷に混入することを防止することがで
き、従って暗電流による雑音を抑制することが可能とな
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は本発明の第１の実施例に係わる固体
撮像装置の画素セルの構造を示す平面図で、図２は図１
の矢視Ａ−Ａ′断面図である。ｐ型Ｓｉ基板１０上に、
ｐ型拡散層からなるチャンネルストッパ１１、ｎ型拡散
層からなる垂直ＣＣＤチャンネル（信号電荷転送部）１
２、ｎ型拡散層からなる蓄積ダイオード（信号電荷蓄積
部）１３が形成されている。これに加えて本実施例で
は、垂直ＣＣＤチャネル１２と蓄積ダイオード１３のそ
れぞれを囲むように、ｐ型拡散層からなるバリア層１４
が形成されている。さらに、垂直ＣＣＤチャネル１２と
平行方向にドレイン領域１５が形成されている。

【００１８】基板１０の上にはゲート絶縁膜を介してＣ
ＣＤの転送電極（２層で一部重なっている）１６が形成
され、さらにその上に層間絶縁膜１７ａが堆積されてい
る。層間絶縁膜１７ａの一部にはコンタクトホールが形
成され、このコンタクトホールを介してｎ型領域１３と
接するように引出し電極１８が形成されている。これら
の上に平坦化用絶縁膜１７ｂが形成されている。平坦化
用絶縁膜１７ｂの一部にはコンタクトホールが形成され
ており、このコンタクトホールを介して引出し電極１８
と接するように画素電極１９が形成されている。

【００１９】なお、下側の転送電極１６の一部はｎ型層
１４の端部まで延長されており、この部分が信号電荷読
み出し部となっている。また、画素電極１９はマトリッ
クス状に配置されている。そして、このように構成され
た固体撮像素子チップ上には、ａ−Ｓｉからなる光導電
膜２０が堆積され、その上には光導電膜２０に電界を印
加するためのＩＴＯからなる透明電極２１が形成されて
いる。

【００２０】このように本実施例は、ｎ型拡散層からな
るドレイン領域１５を形成し、蓄積ダイオード１３と垂
直ＣＣＤ１２をそれぞれ囲むようにｐ型拡散層からなる
バリア領域１４を形成している点が図１２に示した従来
例とは異なっている。ここで、バリア領域１４のｐ領域
は基板１０のｐ領域に比べて不純物濃度が大きくなって
いる。また、ドレイン領域１５の周りには基板以外のｐ
型拡散層がない。

【００２１】このような構成であれば、Ｓｉ基板１０内
で入射光に関係なく熱的に発生した電子は、バリア領域
１４により蓄積ダイオード１３及び垂直ＣＣＤ１２に流
れ込むことが防がれ、ドレイン領域１５によって吸収さ
れる。このため、蓄積ダイオード１３に信号電荷が蓄積
される時に、熱的に発生した電子が蓄積ダイオード１３
に流れ込むことが防止される。また、信号電荷が垂直Ｃ
ＣＤ１２に転送され、垂直ＣＣＤ１２内を信号電荷が転
送されている間も、垂直ＣＣＤ１２に熱的に発生した電
子が流れ込むことも防止される。従って、信号電荷に暗
電流が混入することがなく、暗電流による雑音が抑制さ
れることになる。

【００２２】ここで、本発明の特徴は、信号電荷を蓄積
する領域或いは保持する領域を囲むようにバリア領域１
４を形成して、ドレイン領域１５に暗電流を捨てるとい
うものである。従って、バリア領域１４はドレイン領域
１５に暗電流を流し込む構造であればよい。この実施例
ではバリア領域１４をｐ型拡散層で形成しているが、こ
のｐ型拡散層をバリア層として機能させるにはこのｐ型
拡散層が隣接するドレイン領域１５の周りのｐ型領域と
較べてｐ型の不純物濃度が大きくしてあればよい。つま
り、信号電荷を保持する領域の周りのｐ型領域の不純物
濃度がドレイン領域の不純物濃度より、大きくなるよう
に形成してあればよい。 （実施例２）図３（ａ）は、本発明の第２の実施例に係
わる固体撮像装置の画素セルの構造を示す断面図であ
る。なお、図２と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。

【００２３】本実施例が先に説明した第１の実施例と異
なる点は、光導電体膜２０を用いない点にある。即ち本
実施例では、蓄積ダイオード１３をフォトダイオードと
して用い、蓄積ダイオード１３で光電変換するものであ
る。

【００２４】このような実施例においても、第１の実施
例と同様に蓄積ダイオード１３や垂直ＣＣＤ１２をｐ型
拡散層からなるバリア領域１４により囲んでいるので、
第１の実施例と同様、基板１０で発生する暗電流が信号
電荷に混入することはなく、暗電流による雑音が防がれ
る。

【００２５】なお、この実施例では、フォトダイオード
として用いる蓄積ダイオード１３を囲むようにバリア領
域１４があるため、蓄積ダイオード１３に入射した光の
うちバリア領域１４を越えて基板１０の深い領域で吸収
され発生した光生成電子は蓄積ダイオード１３に集めら
れず、ドレイン領域１５に吸収される。従って、この光
生成電子は信号電荷とはならないので、このバリア領域
を越えて基板１０の深い領域で光電変換される光の分だ
け感度が低下する。このため、高感度を必要とする場合
には、第１の実施例のような光導電膜積層型の方が有利
である。

【００２６】また、バリア領域１４は必ずしも蓄積ダイ
オード１３に接している必要はなく、図３（ｂ）に示す
ように構成することも可能である。この例では、バリア
領域１４は蓄積ダイオード１３の下に離間して配置され
ている。この構造は、高加速エネルギーの不純物イオン
注入により形成することが可能である。このような構造
でも、バリア領域１４が蓄積ダイオード１３を実質的に
囲んでいるので、基板１０で発生する暗電流のバリアと
して働く。 （実施例３）図４は本発明の第３の実施例に係わる固体
撮像装置の画素セルの構造を示すもので、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′断面図である。な
お、図１及び図２と同一部分には同一符号を付して、そ
の詳しい説明は省略する。

【００２７】本実施例が第１の実施例と異なる点は、ド
レイン領域１５がなく、垂直ＣＣＤ１２の周りにはバリ
ア領域１４を形成していないことである。従ってこの実
施例では、垂直ＣＣＤ１２が蓄積ダイオード１３に対し
てドレイン領域として働く。即ち、信号電荷を蓄積ダイ
オード１３に蓄積している期間は基板１０内で発生した
暗電流は蓄積ダイオード１３に流れ込まずに垂直ＣＣＤ
１２に吸収される。そして、垂直ＣＣＤ１２に吸収され
た暗電流は、蓄積ダイオード１３の信号電荷を垂直ＣＣ
Ｄ１２に読み出す前に垂直ＣＣＤ１２を駆動して排出す
ればよい。

【００２８】図５は、本実施例における蓄積ダイオード
周囲の空乏層領域の様子を示したものである。本実施例
の場合、蓄積ダイオードを形成するｎ型領域１３の周囲
に、ｐ型基板１０の不純物濃度より高い不純物濃度を持
つｐ型領域１４が設けられている。そのため、ｐｎ接合
部分にできる空乏層２３の幅は従来のものに比べて十分
小さくなっている。従って、そこで発生する暗電流量も
少なく、暗時の固定パターン雑音は十分に小さくなるの
である。

【００２９】即ち、高い不純物濃度を持つｐ型領域であ
るバリア領域は空乏層２３以外で発生する暗電流のバリ
アとなる効果と共に、空乏層２３で発生する暗電流を減
少させる効果がある。

【００３０】このように本実施例によれば、蓄積ダイオ
ードを構成するｎ型領域１３の周囲に基板不純物濃度よ
りも高い不純物濃度のｐ型領域１４を設けることによ
り、蓄積ダイオード１３の空乏層以下の基板１０内で発
生する暗電流と蓄積ダイオード１３の空乏層領域で発生
する暗電流雑音を共に抑圧することができ、再生画面上
でのランダム雑音や固定パターン雑音の発生をなくすこ
とができる。 （実施例４）図６は、本発明の第４の実施例に係わる固
体撮像装置の画素セルの構造を示すもので、（ａ）は平
面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′断面図である。な
お、図１及び図２と同一部分には同一符号を付して、そ
の詳しい説明は省略する。

【００３１】この実施例が、第３の実施例と異なる点
は、バリア領域１４の構造にある。図４ではバリア領域
１４は蓄積ダイオード１３の全体を囲むように形成され
ているが、図６ではバリア領域１４は蓄積ダイオード１
３の垂直ＣＣＤ１２側は囲っていない。バリア領域１４
が蓄積ダイオード１３全体を囲むと、バリア領域１４が
信号電荷を蓄積ダイオード１３から垂直ＣＣＤ１２に転
送する場合にもバリアとして働く。従って、信号電荷が
蓄積ダイオード１３より垂直ＣＣＤ１２に読み出されな
くなったり、或いは読み出すのに必要な転送電極の電圧
振幅が大きくなるなどの問題が起こる。

【００３２】これを防ぐために本実施例では、蓄積ダイ
オード１３の垂直ＣＣＤ１２側はバリア領域１４で覆わ
れていない構造としている。このような実施例において
も、バリア領域１４がほぼ蓄積ダイード１３に囲まれて
おり、第３の実施例と同様に蓄積ダイオード１３に暗電
流が流れ込むのを防ぐ効果がある。 （実施例５）第３及び第４の実施例では、信号電荷が蓄
積ダイオード１３にて蓄積されているときは暗電流の混
入が防がれる。しかしながら、信号電荷が垂直ＣＣＤ１
２に蓄積ダイオード１３から転送されて、垂直ＣＣＤ１
２内にあるときは垂直ＣＣＤ１２内には暗電流が流れ込
み信号電荷に混入するので、雑音となる。従って、垂直
ＣＣＤ１２内に流れ込む暗電流による雑音を減らすため
に、垂直ＣＣＤ１２内を信号電荷を転送する期間を蓄積
ダイオード信号電荷を蓄積する期間に較べて短くすると
よい。

【００３３】２次元の固体撮像装置は通常、信号の蓄積
期間の間に前の蓄積期間の信号電荷を順次読み出すよう
になっている。従って、垂直ＣＣＤ内を蓄積期間よりも
短い時間で信号電荷を転送し、そのままオンチップアン
プに送るとオンチップアンプからでる信号電圧のデータ
レートは垂直ＣＣＤ１２内の転送を速くした分速くな
る。垂直ＣＣＤ１２内の転送を速くしたうえに、信号電
圧のデータレートを蓄積時間に応じたものとするために
はＦＩＴ（フレームインターライントランスファー）型
ＣＣＤ固体撮像装置がある。

【００３４】図７に本発明の第５の実施例に係わるＦＩ
Ｔ型の固体撮像装置の平面構成図を示した。光電変換し
て信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積部３５と垂直ＣＣＤ
３６の配列からなる画素部３１に隣接して、メモリー部
（一時記憶部）３２が設けられている。メモリー部３２
はＣＣＤ３７の配列からなる。メモリー部３７に隣接し
て水平ＣＣＤ３３、水平ＣＣＤ３３に隣接してオンチッ
プアンプ３４が設けられている。

【００３５】信号電荷蓄積部３５より読み出された信号
電荷は垂直ＣＣＤ３６を高速で転送され、メモリー部の
ＣＣＤ３７に転送される。ＣＣＤ３７に移された後、信
号電荷はＣＣＤ３７を信号電荷の蓄積時間に応じたゆっ
くりした速度で水平ＣＣＤ３３に順次送られて、水平Ｃ
ＣＤ３３を通ってオンチップアンプ３４に送られる。従
って、オンチップアンプ３４で得られる信号電圧のデー
タレートは信号電荷の蓄積時間に応じたものとなる。前
記した第３及び第４の実施例は、このようなＦＩＴ型Ｃ
ＣＤの２次元固体撮像装置に適用すると有利である。し
かしながら、メモリー部３２のＣＣＤ３７に信号電荷を
保持し、転送している時にも暗電流が発生する。従っ
て、メモリー部３２で発生する暗電流に対しても、本発
明を適用するとよい。

【００３６】図８は第５の実施例の固体撮像装置のメモ
リ部の構造を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）の矢視Ａ−Ａ′断面図である。ｐ型半導体基板４
０上にｎ型拡散層からなるＣＣＤチャンネル４２、ｎ型
拡散層からなるドレイン領域４５、ｐ型拡散層からなる
チャンネルストッパー４１を形成する。信号電荷が保持
され、転送されるＣＣＤチャンネル４２を囲むようにｐ
型拡散層からなるバリア領域４４が形成される。この
後、半導体基板４０上に絶縁膜を介して転送電極４６を
形成する。転送電極４６は図８（ａ）から判るように２
層の導電体膜からなり、絶縁体を介して重なるように形
成されている。そしてこの上部に絶縁膜４７ａ，４７ｂ
を形成する。

【００３７】ここで、バリア領域４４のｐ領域は半導体
基板４０のｐ領域に比べて不純物濃度が大きくなってい
る。また、ドレイン領域４５の周りには基板以外のｐ型
拡散層がない。従って、半導体基板４０内で入射光に関
係なく熱的に発生した電子はＣＣＤ４２に流れ込むこと
が防がれドレイン領域４５によって吸収される。従っ
て、信号電荷がＣＣＤ４２内に保持されている間は信号
電荷に暗電流が漏れ込むことがなく、暗電流による雑音
は防がれる。 （実施例６）図９は本発明の第６の実施例に係わる固体
撮像装置の画素セルの構造を示すもので、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′の断面図である。図
９において半導体基板としてｐ型シリコン基板５０を用
い、その表面にはＣＣＤの埋め込み転送チャネルを形成
するｎ型領域（信号電荷転送部）５２、素子分離領域と
してｐ⁺ 領域５１、また基板不純物濃度よりも高い不純
物濃度を有するｐ型領域５３が形成されている。

【００３８】基板５０の上にはゲート絶縁膜を介してＣ
ＣＤの転送電極５６が形成され、さらにその上に層間絶
縁膜５７ａが堆積されている。層間絶縁膜５７ａの一部
にはコンタクトホールが形成され、このコンタクトホー
ルを介してｐ型領域５３と接するように引出し電極５８
が形成されている。この引出し電極５８は、ｎ型多結晶
シリコン膜５８ａと金属シリサイド５８ｂとの積層構造
となっている。これらの上に平坦化用絶縁膜５７ｂが形
成されている。平坦化用絶縁膜５７ｂの一部にはコンタ
クトホールが形成されており、このコンタクトホールを
介して引出し電極５８と接するように画素電極５９が形
成されている。なお、画素電極５９はマトリックス状に
配置されている。

【００３９】このように構成された固体撮像素子チップ
上には、ａ−Ｓｉからなる光導電膜６０が形成され、そ
の上には光導電膜６０に電界を印加するためのＩＴＯか
らなる透明電極６１が形成されている。

【００４０】この実施例においては、蓄積ダイオードの
構造が図４の実施例とは異なっている。図９において、
５３はｐ型基板の不純物濃度より高い不純物濃度を持つ
ｐ型領域であり、画素電極５９と蓄積ダイオードを接続
する引出し電極５８のうちシリコン基板５０と接する部
分はｎ型の多結晶シリコン５８ａになっている。ｎ型多
結晶シリコン５８ａの上部に接している電極材料５８ｂ
としては、例えばタングステンシリサイドを用いた。

【００４１】このような構造にすると、信号を蓄積する
ｐｎ接合がｎ型の多結晶シリコン５８ａとそれが接する
基板中のｐ型領域５３との境界部分にできるため、第３
の実施例の場合よりさらにその空乏層が小さくなるので
ある。従って、空乏層領域で発生する暗電流雑音は減少
するため、暗電流雑音抑圧効果はさらに高い。図１０
に、本実施例における信号蓄積ダイオード周囲の空乏領
域７１の様子を示した。またこの場合、信号電荷を蓄積
ダイオード部からＣＣＤへ読み出す時には、透明電極６
１の電位を負電位にすることで行う。 （実施例７）図１１は、本発明の第７の実施例に係わる
固体撮像装置の画素セルの構造を示すもので、（ａ）は
平面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ａ−Ａ′の断面図であ
る。なお、図９と同一部分には同一符号を付して、その
詳しい説明は省略する。

【００４２】この実施例が先に説明した第６の実施例と
異なる点は、ｐ型基板５０の不純物濃度より高い不純物
濃度を持つｐ型領域５３のうち、引出し電極５８から信
号読み出しゲートまでの基板界面部分がｎ型領域７２と
なっていることである。このようにすると、信号電荷の
ＣＣＤへの読み出しはさらに容易になる。なお、本発明
は上述した各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で、種々変形して実施することがで
きる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、信
号電荷を蓄積或いは保持する領域に隣接して暗電流のド
レイン領域を設け、この信号電荷を蓄積或いは保持する
領域の少なくとも一部を囲むようにバリア領域を設ける
ことにより、半導体基板内で発生した暗電流をバリア領
域で信号電荷を蓄積或いは保持する領域に流れ込むこと
を防ぎ、ドレイン領域に吸収させることで、暗電流が信
号電荷に混入することが防止され、従って暗電流による
雑音が抑制される。従って、雑音の少なく良好な再生画
像の得られる固体撮像装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係わる固体撮像装置の画素セル
の構造を示す平面図。

【図２】図１の矢視Ａ−Ａ′断面図。

【図３】第２の実施例に係わる固体撮像装置の画素セル
の構造を示す断面図。

【図４】第３の実施例に係わる固体撮像装置の画素セル
の構造を示す平面図と断面図。

【図５】第３の実施例における蓄積ダイオード周囲の空
乏層領域の様子を示す模式図。

【図６】第４の実施例に係わる固体撮像装置の画素セル
の構造を示す平面図と断面図。

【図７】第５の実施例に係わるＦＩＴ型の固体撮像装置
の構成を示す平面図。

【図８】第５の実施例に係わる固体撮像装置の概略構成
を示す平面図と断面図。

【図９】第６の実施例の固体撮像装置の画素セルの構造
を示す平面図と断面図。

【図１０】第６の実施例における信号蓄積ダイオード周
囲の空乏領域の様子を示す図。

【図１１】第７の実施例に係わる固体撮像装置の概略構
成を示す平面図と断面図。

【図１２】従来の固体撮像装置の概略構成を示す平面図
と断面図。

【図１３】従来装置において暗電流が発生している様子
を示す模式図。

【符号の説明】

１０…ｐ型Ｓｉ基板（半導体基板） １１…ｐ⁺ 型チャネルストッパ（素子分離領域） １２…ｎ型垂直ＣＣＤチャネル（信号電荷転送部） １３…ｎ型蓄積ダイオード（信号電荷蓄積部） １４…ｐ型バリア領域 １５…ｎ型ドレイン領域 １６…ＣＣＤ転送電極 １７ａ，４７ａ…層間絶縁膜 １７ｂ，４７ｂ…平坦化用絶縁膜 １８…引出し電極 １９…画素電極 ２０…ａ−Ｓｉ膜（光導電膜） ２１…ＩＴＯ膜（透明電極） ２３…空乏層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 道夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 松長 誠之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 井上 郁子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体基板上に２次元的に配列形成され、
   光電変換して得られた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積
   部と、これらの信号電荷蓄積部の配列に沿って設けら
   れ、該蓄積部から読み出された信号電荷を一方向に転送
   する信号電荷転送部と、前記信号電荷蓄積部に隣接して
   設けられたドレイン領域と、前記信号電荷蓄積部の少な
   くとも一部を囲むように設けられたバリア領域とを具備
   してなることを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】半導体基板上に２次元的に配列形成され、
   光電変換して得られた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積
   部と、これらの信号電荷蓄積部の配列に沿って設けら
   れ、該蓄積部から読み出された信号電荷を一方向に転送
   する信号電荷転送部と、前記信号電荷転送部を介して転
   送された信号電荷を一時的に記憶する一時記憶部と、前
   記一時記憶部に隣接して設けられたドレイン領域と、前
   記一時記憶部の少なくとも一部を囲むように設けられた
   バリア領域とを具備してなることを特徴とする固体撮像
   装置。