JPH08330574A - 電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法 - Google Patents
電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法Info
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- JPH08330574A JPH08330574A JP7136245A JP13624595A JPH08330574A JP H08330574 A JPH08330574 A JP H08330574A JP 7136245 A JP7136245 A JP 7136245A JP 13624595 A JP13624595 A JP 13624595A JP H08330574 A JPH08330574 A JP H08330574A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信号電荷の転送速度が高い２相駆動・２相電
極構造の電荷転送装置を提供する。 【構成】 電荷転送チャネルを第１の不純物拡散領域１
０２と第１の不純物拡散領域の導電度よりも低い導電度
の第２の不純物拡散領域１０６とが交互に現れる構造と
する。第１の不純物拡散領域１０２及び第２の不純物拡
散領域１０６に対応して第１及び第２の電荷転送電極１
０４、１０７を配設し、相互に隣接する各１つの第１及
び第２の電荷転送電極１０４、１０７を対とする。順次
に現れる第１の対を第１の信号線に接続、第２の対を所
定電位ＶMに維持、第３の対を第２の信号線に接続、第
４の対を所定電位ＶMに維持し、第１及び第２の信号線
に２相クロック信号φ1、φ2を供給する。これにより、
第１〜第４の対を１周期とする電極構造が得られ、電極
の実効長を短くすることで転送速度を高め、濃度が異な
る不純物拡散領域１０４、１０７を２種類に抑えること
で、製造工程数の増加を抑える。転送性能が高く低コス
トの電荷転送装置が得られる。
極構造の電荷転送装置を提供する。 【構成】 電荷転送チャネルを第１の不純物拡散領域１
０２と第１の不純物拡散領域の導電度よりも低い導電度
の第２の不純物拡散領域１０６とが交互に現れる構造と
する。第１の不純物拡散領域１０２及び第２の不純物拡
散領域１０６に対応して第１及び第２の電荷転送電極１
０４、１０７を配設し、相互に隣接する各１つの第１及
び第２の電荷転送電極１０４、１０７を対とする。順次
に現れる第１の対を第１の信号線に接続、第２の対を所
定電位ＶMに維持、第３の対を第２の信号線に接続、第
４の対を所定電位ＶMに維持し、第１及び第２の信号線
に２相クロック信号φ1、φ2を供給する。これにより、
第１〜第４の対を１周期とする電極構造が得られ、電極
の実効長を短くすることで転送速度を高め、濃度が異な
る不純物拡散領域１０４、１０７を２種類に抑えること
で、製造工程数の増加を抑える。転送性能が高く低コス
トの電荷転送装置が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置に関し、
特に、固体撮像装置に用いられる、２相駆動・２層電極
構造の電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法に関す
る。
特に、固体撮像装置に用いられる、２相駆動・２層電極
構造の電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は、一般的な固体撮像装置の平面図
である。同図において、マトリクス状に配置された各光
電変換部301は、入射光をその光量に依存した信号電荷
に変換する。得られた信号電荷は、まず、垂直転送部30
2に読み出され、更に、水平転送部303を経て、出力回路
部304に転送され、出力信号として取り出される。
である。同図において、マトリクス状に配置された各光
電変換部301は、入射光をその光量に依存した信号電荷
に変換する。得られた信号電荷は、まず、垂直転送部30
2に読み出され、更に、水平転送部303を経て、出力回路
部304に転送され、出力信号として取り出される。
【０００３】図４（ａ）〜（ｄ）は夫々、上記型式の固
体撮像装置の水平電荷転送部に用いられる、埋込みチャ
ネル・２層駆動・２層電極構造の従来の電荷転送装置の
第１の例を、その各製造工程段階毎に示す断面図である
（IEDM Technical Digest, 1973, pp24及びIEDM Techni
cal Digest, 1974, pp55)。同図に示した各製造工程段
階を説明してその構造の説明に代える。
体撮像装置の水平電荷転送部に用いられる、埋込みチャ
ネル・２層駆動・２層電極構造の従来の電荷転送装置の
第１の例を、その各製造工程段階毎に示す断面図である
（IEDM Technical Digest, 1973, pp24及びIEDM Techni
cal Digest, 1974, pp55)。同図に示した各製造工程段
階を説明してその構造の説明に代える。
【０００４】まず、Ｐ型半導体基板401内にイオン注入
等により反対導電型のＮ型半導体層402を形成し、これ
に熱酸化を施すことによりＮ型半導体層402の表面に第
１の絶縁膜403を形成する。この絶縁膜403の上に、周知
の技術により第１の導電性電極（電荷転送電極）404a、
404bを形成する。続いて、第１の電荷転送電極404a、40
4bをマスクとして第１の絶縁膜403を除去した後に、再
び熱酸化を施すことにより第１の電荷転送電極404a、40
4bの表面に第２の絶縁膜405を形成する（図４
（ａ））。
等により反対導電型のＮ型半導体層402を形成し、これ
に熱酸化を施すことによりＮ型半導体層402の表面に第
１の絶縁膜403を形成する。この絶縁膜403の上に、周知
の技術により第１の導電性電極（電荷転送電極）404a、
404bを形成する。続いて、第１の電荷転送電極404a、40
4bをマスクとして第１の絶縁膜403を除去した後に、再
び熱酸化を施すことにより第１の電荷転送電極404a、40
4bの表面に第２の絶縁膜405を形成する（図４
（ａ））。
【０００５】次に、各第１の電荷転送電極404a、404bの
間のＮ型半導体領域（不純物拡散領域）402に、Ｐ導電
型の不純物（例えばボロンＢ+）をイオン注入法で薄く
導入することにより、第１の電荷転送電極404と自己整
合的にＮ-型半導体領域406を形成する（図４（ｂ））。
間のＮ型半導体領域（不純物拡散領域）402に、Ｐ導電
型の不純物（例えばボロンＢ+）をイオン注入法で薄く
導入することにより、第１の電荷転送電極404と自己整
合的にＮ-型半導体領域406を形成する（図４（ｂ））。
【０００６】続いて、Ｎ-型半導体層406の上部及び第１
の電荷転送電極404a、404bの各縁部上部の第２の絶縁膜
405の表面に、周知の技術により第２の電荷転送電極407
a、407bを形成する（図４（ｃ））。その後、更に周知
の技術により、層間絶縁膜（図示せず）を形成し、その
上に２相配線を構成する金属配線408を形成する。電荷
転送電極404a、404bは、相互に隣接する各１つの第１及
び第２の電荷転送電極を１対として共通に接続し、例え
ば、その奇数番目の対を第１の信号φ1が供給される第
１の信号線に、偶数番目の対を第２の信号φ2が供給さ
れる第２の信号線に接続することとして、１対おきに各
信号線に接続する。これにより従来例１の２相駆動・２
層電極構造の電荷転送装置が得られる（図４（ｄ））。
の電荷転送電極404a、404bの各縁部上部の第２の絶縁膜
405の表面に、周知の技術により第２の電荷転送電極407
a、407bを形成する（図４（ｃ））。その後、更に周知
の技術により、層間絶縁膜（図示せず）を形成し、その
上に２相配線を構成する金属配線408を形成する。電荷
転送電極404a、404bは、相互に隣接する各１つの第１及
び第２の電荷転送電極を１対として共通に接続し、例え
ば、その奇数番目の対を第１の信号φ1が供給される第
１の信号線に、偶数番目の対を第２の信号φ2が供給さ
れる第２の信号線に接続することとして、１対おきに各
信号線に接続する。これにより従来例１の２相駆動・２
層電極構造の電荷転送装置が得られる（図４（ｄ））。
【０００７】上記従来例１の電荷転送装置の動作を、図
５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。同図（ａ）は、
図４（ｄ）の構造を模式的に再掲するもので、図４の符
号に代えて、第１の電荷転送電極を501a、501b、第２の
電荷転送電極を502a、502b、Ｎ型半導体領域を503、Ｎ-
型半導体領域を504、Ｐ型半導体基板を505として示して
いる。また、第１の信号線に接続される奇数番目の対の
第１及び第２の電荷転送電極の下のチャネル領域を夫々
Ｌ1、Ｌ2、第２の信号線に接続される偶数番目の対の第
１及び第２の電荷転送電極の下のチャネル領域を夫々Ｌ
3、Ｌ4と示している。チャネル領域Ｌ1〜Ｌ4から成る１
周期のチャネル領域Ｌは、電荷転送チャネルに繰り返し
現れる。
５（ａ）〜（ｅ）を参照して説明する。同図（ａ）は、
図４（ｄ）の構造を模式的に再掲するもので、図４の符
号に代えて、第１の電荷転送電極を501a、501b、第２の
電荷転送電極を502a、502b、Ｎ型半導体領域を503、Ｎ-
型半導体領域を504、Ｐ型半導体基板を505として示して
いる。また、第１の信号線に接続される奇数番目の対の
第１及び第２の電荷転送電極の下のチャネル領域を夫々
Ｌ1、Ｌ2、第２の信号線に接続される偶数番目の対の第
１及び第２の電荷転送電極の下のチャネル領域を夫々Ｌ
3、Ｌ4と示している。チャネル領域Ｌ1〜Ｌ4から成る１
周期のチャネル領域Ｌは、電荷転送チャネルに繰り返し
現れる。
【０００８】図５（ｂ）〜（ｄ）は、同図（ａ）の各電
極構成によって生じる電位ポテンシャルを、各電極位置
に対応して夫々各時刻毎に示す。また、同図（ｅ）は信
号φ1及びφ2の電位をタイミングチャートとして示すも
ので、同図（ｂ）〜（ｄ）は夫々、同図（ｅ）のｔb、
ｔc、ｔdの各時刻に対応している。
極構成によって生じる電位ポテンシャルを、各電極位置
に対応して夫々各時刻毎に示す。また、同図（ｅ）は信
号φ1及びφ2の電位をタイミングチャートとして示すも
ので、同図（ｂ）〜（ｄ）は夫々、同図（ｅ）のｔb、
ｔc、ｔdの各時刻に対応している。
【０００９】時刻ｔbにおいて、信号φ1及びφ2は夫
々、ＨレベルＶH及びＬレベルＶLにある。このとき、各
チャネル領域Ｌ1〜Ｌ4の電位ポテンシャルＰは、添字を
Ｌ1〜Ｌ4として示すと、ＰL1＜ＰL2＜ＰL3＜ＰL4となる
ように維持される。信号電荷510A、510Bは、Ｈレベルの
電圧ＶHが印加されている第１の対の第１の電荷転送電
極501aの下のチャネル領域Ｌ1に蓄積される。後続する
時刻ｔcの時、信号φ1及びφ2は夫々変動して一旦相互
に同レベルになる。この電位ポテンシャルの変動に従
い、各チャネル領域の電位ポテンシャルは、ＰL1＝ＰL3
＜ＰL2＝ＰL4となる。このとき、信号電荷510A、510Bは
そのままのチャネル領域Ｌ1に留まる。時刻ｔdの時、信
号φ1及びφ2は夫々、ＬレベルＶL及びＨレベルＶHに移
行し、各チャネル領域の電位ポテンシャルは、ＰL3＜Ｐ
L4＜ＰL1＜ＰL2となる。従って、各信号電荷510A、510B
は、Ｈレベルの電圧が印加された電極によって深い電位
ポテンシャルが形成されたチャネル領域Ｌ3に向かっ
て、図面上左方向に移動する。
々、ＨレベルＶH及びＬレベルＶLにある。このとき、各
チャネル領域Ｌ1〜Ｌ4の電位ポテンシャルＰは、添字を
Ｌ1〜Ｌ4として示すと、ＰL1＜ＰL2＜ＰL3＜ＰL4となる
ように維持される。信号電荷510A、510Bは、Ｈレベルの
電圧ＶHが印加されている第１の対の第１の電荷転送電
極501aの下のチャネル領域Ｌ1に蓄積される。後続する
時刻ｔcの時、信号φ1及びφ2は夫々変動して一旦相互
に同レベルになる。この電位ポテンシャルの変動に従
い、各チャネル領域の電位ポテンシャルは、ＰL1＝ＰL3
＜ＰL2＝ＰL4となる。このとき、信号電荷510A、510Bは
そのままのチャネル領域Ｌ1に留まる。時刻ｔdの時、信
号φ1及びφ2は夫々、ＬレベルＶL及びＨレベルＶHに移
行し、各チャネル領域の電位ポテンシャルは、ＰL3＜Ｐ
L4＜ＰL1＜ＰL2となる。従って、各信号電荷510A、510B
は、Ｈレベルの電圧が印加された電極によって深い電位
ポテンシャルが形成されたチャネル領域Ｌ3に向かっ
て、図面上左方向に移動する。
【００１０】以降、上記動作を繰り返すことにより、信
号電荷510A、510Bは、順次にチャネル領域Ｌ1及びＬ3を
経由して、図面上で左方向に転送される。ここで、第２
の電荷転送電極502a、502bの下の電位ポテンシャルの浅
いチャネル領域Ｌ2、Ｌ4は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を図面上で左方向に規定するために形成されて
いる。
号電荷510A、510Bは、順次にチャネル領域Ｌ1及びＬ3を
経由して、図面上で左方向に転送される。ここで、第２
の電荷転送電極502a、502bの下の電位ポテンシャルの浅
いチャネル領域Ｌ2、Ｌ4は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を図面上で左方向に規定するために形成されて
いる。
【００１１】図６（ａ）〜（ｅ）は夫々、従来例２の埋
込みチャネル・２層駆動・２層電極構造の電荷転送装置
を、その各製造工程段階毎の断面図として示す（特開昭
61-184876号公報、 61-184877号公報）。まず、Ｐ型半
導体基板601内に反対導電型のＮ型半導体領域602を形成
し、熱酸化を施すことによりＮ型半導体層602の表面に
第１の絶縁膜603を形成する。次いで、周知のスパッタ
リング及びパターニング技術により第１の絶縁膜603上
に、第１の電荷転送電極604a、604bを所定間隔で形成す
る。続いて、この第１の電荷転送電極604a、604bをマス
クとして、第１の絶縁膜603を除去した後に、再び熱酸
化を施すことにより、第１の電荷転送電極相互間の表面
及び各電極表面に第２の絶縁膜605を形成する（図６
（ａ））。
込みチャネル・２層駆動・２層電極構造の電荷転送装置
を、その各製造工程段階毎の断面図として示す（特開昭
61-184876号公報、 61-184877号公報）。まず、Ｐ型半
導体基板601内に反対導電型のＮ型半導体領域602を形成
し、熱酸化を施すことによりＮ型半導体層602の表面に
第１の絶縁膜603を形成する。次いで、周知のスパッタ
リング及びパターニング技術により第１の絶縁膜603上
に、第１の電荷転送電極604a、604bを所定間隔で形成す
る。続いて、この第１の電荷転送電極604a、604bをマス
クとして、第１の絶縁膜603を除去した後に、再び熱酸
化を施すことにより、第１の電荷転送電極相互間の表面
及び各電極表面に第２の絶縁膜605を形成する（図６
（ａ））。
【００１２】引き続き、第１の電荷転送電極604a、604b
の間のＮ型半導体領域602に、これと反対導電型の不純
物（例えばボロンＢ+）を、イオン注入法により薄く導
入する。これにより、第１の電荷転送電極604a、604bと
自己整合的にＮ-型半導体領域606が形成される（図６
（ｂ））。
の間のＮ型半導体領域602に、これと反対導電型の不純
物（例えばボロンＢ+）を、イオン注入法により薄く導
入する。これにより、第１の電荷転送電極604a、604bと
自己整合的にＮ-型半導体領域606が形成される（図６
（ｂ））。
【００１３】更に、各第１の電荷転送電極604a、604bの
中央位置と、相互に隣接する第１の電荷転送電極の中間
位置との間を覆うフォトレジスト層610を形成する。こ
のフォトレジスト層610をマスクとして、Ｎ-型半導体領
域606内の一部に、更にこれと反対導電型の不純物（例
えばボロンＢ+）をイオン注入法で薄く導入する。これ
により、第１の電荷転送電極604a、604bの各縁部と自己
整合的にＮ--型半導体領域607が形成される（図６
（ｃ））。
中央位置と、相互に隣接する第１の電荷転送電極の中間
位置との間を覆うフォトレジスト層610を形成する。こ
のフォトレジスト層610をマスクとして、Ｎ-型半導体領
域606内の一部に、更にこれと反対導電型の不純物（例
えばボロンＢ+）をイオン注入法で薄く導入する。これ
により、第１の電荷転送電極604a、604bの各縁部と自己
整合的にＮ--型半導体領域607が形成される（図６
（ｃ））。
【００１４】引き続き、Ｎ-型半導体領域606、Ｎ--型半
導体領域607の表面に、縁部が第１の電荷転送電極604
a、604bの縁部と重なり合うように第２の電荷転送電極6
08a、608bを、周知のスパッタリング及びパターニング
技術により形成する（図６（ｄ））。これにより、第１
の電極及び第２の電極が交互に現れる電荷転送電極構造
が得られる。
導体領域607の表面に、縁部が第１の電荷転送電極604
a、604bの縁部と重なり合うように第２の電荷転送電極6
08a、608bを、周知のスパッタリング及びパターニング
技術により形成する（図６（ｄ））。これにより、第１
の電極及び第２の電極が交互に現れる電荷転送電極構造
が得られる。
【００１５】その後、更に周知の技術を利用して、層間
絶縁膜（図示せず）を形成し、その上に信号φ１及びφ
2から成る２相信号が印加される金属配線層６０９を形
成する。各電極は、相互に隣接する各１つの第１及び第
２の電荷転送電極を１対とし、例えば奇数番目の対が第
１の信号線に、偶数番目の対が第２の信号線に接続され
るように、金属配線609に接続する。これにより、従来
例２の２相駆動・２層電極構造の電荷転送装置が得られ
る（図６（ｅ））。
絶縁膜（図示せず）を形成し、その上に信号φ１及びφ
2から成る２相信号が印加される金属配線層６０９を形
成する。各電極は、相互に隣接する各１つの第１及び第
２の電荷転送電極を１対とし、例えば奇数番目の対が第
１の信号線に、偶数番目の対が第２の信号線に接続され
るように、金属配線609に接続する。これにより、従来
例２の２相駆動・２層電極構造の電荷転送装置が得られ
る（図６（ｅ））。
【００１６】上記従来例２の電荷転送装置の動作を、図
７を参照して説明する。同図（ａ）〜（ｅ）は、夫々図
５の（ａ）〜（ｅ）と同様に、この電荷転送装置の構成
及び作用を示したものである。ここで、第１の電荷転送
電極を701a、701b、第２の電荷転送電極を702a、702b、
Ｎ型半導体領域を703、Ｎ-型半導体領域を704、Ｎ--型
半導体領域を705、Ｐ型半導体基板を706と表わした。こ
の電荷転送装置では、電荷転送チャネルをＮ領域、Ｎ-
領域、Ｎ--領域と３種類の濃度領域に分けた構成によ
り、電位ポテンシャルの１周期がＰL1〜ＰL6となり、こ
の周期が繰り返し現れる構造となる。
７を参照して説明する。同図（ａ）〜（ｅ）は、夫々図
５の（ａ）〜（ｅ）と同様に、この電荷転送装置の構成
及び作用を示したものである。ここで、第１の電荷転送
電極を701a、701b、第２の電荷転送電極を702a、702b、
Ｎ型半導体領域を703、Ｎ-型半導体領域を704、Ｎ--型
半導体領域を705、Ｐ型半導体基板を706と表わした。こ
の電荷転送装置では、電荷転送チャネルをＮ領域、Ｎ-
領域、Ｎ--領域と３種類の濃度領域に分けた構成によ
り、電位ポテンシャルの１周期がＰL1〜ＰL6となり、こ
の周期が繰り返し現れる構造となる。
【００１７】時刻ｔbでは、信号φ1及びφ2は夫々、Ｈ
レベル及びＬレベルに維持される。このとき、各チャネ
ル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰは、ＰL1＜ＰL2＜
ＰL3＜ＰL4＜ＰL5＜ＰL6となる。信号電荷710A、710B
は、Ｈレベルの電圧が印加された電極下の最も電位ポテ
ンシャルが深いチャネル領域Ｌ1に蓄積される。
レベル及びＬレベルに維持される。このとき、各チャネ
ル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰは、ＰL1＜ＰL2＜
ＰL3＜ＰL4＜ＰL5＜ＰL6となる。信号電荷710A、710B
は、Ｈレベルの電圧が印加された電極下の最も電位ポテ
ンシャルが深いチャネル領域Ｌ1に蓄積される。
【００１８】時刻ｔcでは、信号φ1及びφ2は夫々、Ｈ
レベルとＬレベルの中間の相互に同じ電位になり、各チ
ャネル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰは、ＰL1＝Ｐ
L4＜ＰL2＝ＰL5＜ＰL3＝ＰL6となる。このとき、信号電
荷はそのままの位置に留まる。引き続き、時刻ｔdにお
いて、信号φ1及びφ2が夫々、Ｌレベル及びＨレベルに
なると、各チャネル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰ
は、ＰL4＜ＰL5＜ＰL6＜ＰL1＜ＰL2＜ＰL3となる。各信
号電荷710A、710B、710Cは、このポテンシャル分布に従
って、夫々図面上で左方向に移動し、最も深い電位ポテ
ンシャルに維持されたチャネル領域Ｌ4に移動する。以
下、この動作を周期的に繰り返すことにより、信号電荷
710A、710B、710Cは順次にＬ1及びＬ4を経由して転送さ
れる。ここで、第２の電荷転送電極702a、702b下の電位
ポテンシャルの浅い箇所は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を規定するために形成される。
レベルとＬレベルの中間の相互に同じ電位になり、各チ
ャネル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰは、ＰL1＝Ｐ
L4＜ＰL2＝ＰL5＜ＰL3＝ＰL6となる。このとき、信号電
荷はそのままの位置に留まる。引き続き、時刻ｔdにお
いて、信号φ1及びφ2が夫々、Ｌレベル及びＨレベルに
なると、各チャネル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰ
は、ＰL4＜ＰL5＜ＰL6＜ＰL1＜ＰL2＜ＰL3となる。各信
号電荷710A、710B、710Cは、このポテンシャル分布に従
って、夫々図面上で左方向に移動し、最も深い電位ポテ
ンシャルに維持されたチャネル領域Ｌ4に移動する。以
下、この動作を周期的に繰り返すことにより、信号電荷
710A、710B、710Cは順次にＬ1及びＬ4を経由して転送さ
れる。ここで、第２の電荷転送電極702a、702b下の電位
ポテンシャルの浅い箇所は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を規定するために形成される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】一般に、電荷転送装置
において転送に要する時間は、電荷転送電極のゲート長
の指数関数に比例する。このため、上記従来例１の２相
駆動・２層電極構造の電荷転送装置を固体撮像装置の水
平転送部に適用する場合には、水平方向の画素ピッチ
（Ｌ）の長い固体撮像装置においては、各転送電極が画
素ピッチＬに依存して長くなるため、転送に大きな時間
を必要とし、転送効率が低いという欠点があった。
において転送に要する時間は、電荷転送電極のゲート長
の指数関数に比例する。このため、上記従来例１の２相
駆動・２層電極構造の電荷転送装置を固体撮像装置の水
平転送部に適用する場合には、水平方向の画素ピッチ
（Ｌ）の長い固体撮像装置においては、各転送電極が画
素ピッチＬに依存して長くなるため、転送に大きな時間
を必要とし、転送効率が低いという欠点があった。
【００２０】前記従来例２の２相駆動・２層電極の電荷
転送装置の構成は、上記従来例１における低い転送効率
を改善することを目的として提案されている。即ち、水
平方向の画素ピッチＬに対して、転送電極Ｌ1〜Ｌ6を設
けたことにより、Ｌ1〜Ｌ4の電極構成を有する従来例１
の電荷転送装置に比べて、電荷転送電極の電極長を約２
／３に短縮し、これにより、実効的な電荷転送速度を約
３／２倍とする。
転送装置の構成は、上記従来例１における低い転送効率
を改善することを目的として提案されている。即ち、水
平方向の画素ピッチＬに対して、転送電極Ｌ1〜Ｌ6を設
けたことにより、Ｌ1〜Ｌ4の電極構成を有する従来例１
の電荷転送装置に比べて、電荷転送電極の電極長を約２
／３に短縮し、これにより、実効的な電荷転送速度を約
３／２倍とする。
【００２１】固体撮像装置では、電荷転送速度の向上に
対する要請がますます大きくなっている。例えば、図８
及び図９に示した構成の固体撮像装置の水平電荷転送部
では、先に示した１本の水平電荷転送部を有する固体撮
像装置に比べ、実効的な電荷転送電極の電極長が約２倍
になる。このような２本の水平電荷転送部を有する固体
撮像装置に前記従来例２を適応した場合には、その電荷
転送速度の改善はまだ不十分であり、更に転送効率を改
善した電荷転送装置が望まれている。
対する要請がますます大きくなっている。例えば、図８
及び図９に示した構成の固体撮像装置の水平電荷転送部
では、先に示した１本の水平電荷転送部を有する固体撮
像装置に比べ、実効的な電荷転送電極の電極長が約２倍
になる。このような２本の水平電荷転送部を有する固体
撮像装置に前記従来例２を適応した場合には、その電荷
転送速度の改善はまだ不十分であり、更に転送効率を改
善した電荷転送装置が望まれている。
【００２２】また、従来例２の電荷転送装置では、互い
に濃度が異なる３つの不純物拡散領域を形成するため
に、従来例１の電荷転送装置に比べて、製造工程数が多
く、製造コストがかさむ欠点もあった。
に濃度が異なる３つの不純物拡散領域を形成するため
に、従来例１の電荷転送装置に比べて、製造工程数が多
く、製造コストがかさむ欠点もあった。
【００２３】本発明は、上記に鑑み、電荷転送装置の転
送効率を高くするように電荷転送装置を改善すると共
に、その製造にあたり工程数を多くしないで済む電荷転
送装置を提供することを目的としている。
送効率を高くするように電荷転送装置を改善すると共
に、その製造にあたり工程数を多くしないで済む電荷転
送装置を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電荷転送装置は、第１の不純物拡散領域と
該第１の不純物拡散領域と同じ導電型で該第１の不純物
拡散領域よりも導電度が低い第２の不純物拡散領域とが
交互に現れる電荷転送チャネルと、前記第１及び第２の
不純物拡散領域に対応して形成され、該第１及び第２の
不純物拡散領域の電位ポテンシャルを夫々制御する第１
及び第２の電荷転送電極とを備えた電荷転送装置におい
て、前記第１及び第２の電荷転送電極は、相互に隣接す
る各１つの第１及び第２の電荷転送電極が共通に接続さ
れた１つの対を形成すると共に、順次に並ぶ前記対が第
１及至第４の対を周期とする繰返し周期構造を有し、該
繰返し周期構造は、前記第１の対が第１の信号線に、前
記第３の対が第２の信号線に夫々接続され、前記第２及
び第４の対が共通の所定電位に維持されることを特徴と
する。
に、本発明の電荷転送装置は、第１の不純物拡散領域と
該第１の不純物拡散領域と同じ導電型で該第１の不純物
拡散領域よりも導電度が低い第２の不純物拡散領域とが
交互に現れる電荷転送チャネルと、前記第１及び第２の
不純物拡散領域に対応して形成され、該第１及び第２の
不純物拡散領域の電位ポテンシャルを夫々制御する第１
及び第２の電荷転送電極とを備えた電荷転送装置におい
て、前記第１及び第２の電荷転送電極は、相互に隣接す
る各１つの第１及び第２の電荷転送電極が共通に接続さ
れた１つの対を形成すると共に、順次に並ぶ前記対が第
１及至第４の対を周期とする繰返し周期構造を有し、該
繰返し周期構造は、前記第１の対が第１の信号線に、前
記第３の対が第２の信号線に夫々接続され、前記第２及
び第４の対が共通の所定電位に維持されることを特徴と
する。
【００２５】上記本発明の電荷転送装置を駆動する本発
明の電荷転送装置の駆動方法は、前記第１の信号線にＬ
レベル及びＨレベルの信号が周期的に繰り返す第１の駆
動信号を、前記第２の信号線に前記第１の駆動信号とは
極性が逆の第２の駆動信号を夫々供給し、前記所定電位
を前記ＬレベルとＨレベルの中間電位に維持することを
特徴とする。
明の電荷転送装置の駆動方法は、前記第１の信号線にＬ
レベル及びＨレベルの信号が周期的に繰り返す第１の駆
動信号を、前記第２の信号線に前記第１の駆動信号とは
極性が逆の第２の駆動信号を夫々供給し、前記所定電位
を前記ＬレベルとＨレベルの中間電位に維持することを
特徴とする。
【００２６】上記本発明の電荷転送装置の駆動方法で
は、第２及び第４の対の電荷転送電極に制御される第１
及び第２の不純物拡散領域に形成される電位ポテンシャ
ルが、前記第１及び第３の対の電荷転送電極に供給され
るＨレベルによって前記第１及び第２の不純物拡散領域
に形成される電位ポテンシャルよりも浅く、且つ、前記
第１及び第３の対の電荷転送電極に供給されるＬレベル
によって前記第１及び第２の不純物拡散領域に形成され
る電位ポテンシャルよりも深いことが好ましい。
は、第２及び第４の対の電荷転送電極に制御される第１
及び第２の不純物拡散領域に形成される電位ポテンシャ
ルが、前記第１及び第３の対の電荷転送電極に供給され
るＨレベルによって前記第１及び第２の不純物拡散領域
に形成される電位ポテンシャルよりも浅く、且つ、前記
第１及び第３の対の電荷転送電極に供給されるＬレベル
によって前記第１及び第２の不純物拡散領域に形成され
る電位ポテンシャルよりも深いことが好ましい。
【００２７】上記本発明の電荷転送装置を製造する本発
明の電荷転送装置の製造方法は、基板上に第１の不純物
拡散領域を形成する工程と、前記第１の不純物拡散領域
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の不純物
拡散領域上部の前記第１の絶縁膜上に複数の第１の電荷
転送電極を一定の間隔を空けて形成する工程と、少なく
とも前記第１の電荷転送電極の表面に第２の絶縁膜を形
成する工程と、前記第１の不純物拡散領域の前記第１の
電荷転送電極が形成されていない部分に前記第１の電荷
転送電極と自己整合的にイオンを注入して、前記第１の
不純物拡散領域の前記部分を該第１の不純物拡散領域よ
りも導電度が小さな第２の不純物拡散領域に変える工程
と、前記第２の不純物拡散領域上部の前記第２の絶縁膜
上に第２の電荷転送電極を形成する工程と、前記第１及
び第２の電荷転送電極を配線で接続する工程とを有する
ことを特徴とする。
明の電荷転送装置の製造方法は、基板上に第１の不純物
拡散領域を形成する工程と、前記第１の不純物拡散領域
上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の不純物
拡散領域上部の前記第１の絶縁膜上に複数の第１の電荷
転送電極を一定の間隔を空けて形成する工程と、少なく
とも前記第１の電荷転送電極の表面に第２の絶縁膜を形
成する工程と、前記第１の不純物拡散領域の前記第１の
電荷転送電極が形成されていない部分に前記第１の電荷
転送電極と自己整合的にイオンを注入して、前記第１の
不純物拡散領域の前記部分を該第１の不純物拡散領域よ
りも導電度が小さな第２の不純物拡散領域に変える工程
と、前記第２の不純物拡散領域上部の前記第２の絶縁膜
上に第２の電荷転送電極を形成する工程と、前記第１及
び第２の電荷転送電極を配線で接続する工程とを有する
ことを特徴とする。
【００２８】
【作用】本発明の電荷転送装置では、各対における第１
の電荷転送電極と第２の電荷転送電極には相互に同じ電
圧が印加され、これに基づいて、第２の電荷転送電極直
下のチャネル領域には、第１の電荷転送電極直下のチャ
ネル領域のポテンシャル電位よりも浅い電位ポテンシャ
ルが形成される。このため、第１の電荷転送電極直下の
領域はアクティブな電荷蓄積領域として動作し、第２の
電荷転送電極直下の領域はノンアクティブな障壁領域と
して動作し、該障壁領域は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を一方の方向に規定するように作動する。
の電荷転送電極と第２の電荷転送電極には相互に同じ電
圧が印加され、これに基づいて、第２の電荷転送電極直
下のチャネル領域には、第１の電荷転送電極直下のチャ
ネル領域のポテンシャル電位よりも浅い電位ポテンシャ
ルが形成される。このため、第１の電荷転送電極直下の
領域はアクティブな電荷蓄積領域として動作し、第２の
電荷転送電極直下の領域はノンアクティブな障壁領域と
して動作し、該障壁領域は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を一方の方向に規定するように作動する。
【００２９】本発明の電荷転送装置では、従来例１に比
べて、実効的な電荷転送電極の電極長を約１／２に、ま
た、従来例２に比べ、実効的な電荷転送電極の電極長を
約３／４に短くできる。このため、従来例１及び２に比
して信号電荷の転送効率が高い。
べて、実効的な電荷転送電極の電極長を約１／２に、ま
た、従来例２に比べ、実効的な電荷転送電極の電極長を
約３／４に短くできる。このため、従来例１及び２に比
して信号電荷の転送効率が高い。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例に基づいて、本
発明を更に詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本
発明の第１の実施例の、埋込みチャネル・２相駆動・２
層電極構造の電荷転送装置を、その製造工程段階毎の断
面図で示している。
発明を更に詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本
発明の第１の実施例の、埋込みチャネル・２相駆動・２
層電極構造の電荷転送装置を、その製造工程段階毎の断
面図で示している。
【００３１】まず、Ｐ型半導体基板101内の表面に反対
導電型のＮ型半導体領域（Ｎ型不純物拡散領域）102を
形成し、次いで熱酸化を施すことにより、Ｎ型半導体領
域102の表面に第１の絶縁膜103を形成する。引き続き、
周知のスパッタリング及びパターニング技術により、第
１の導電性電極（電荷転送電極）104a、104b、104c、10
4dを形成する。続いて、第１の電荷転送電極104a、104
b、104c、104dをマスクとして、第１の絶縁膜103を除去
した後に、再び熱酸化を施すことにより、Ｎ型半導体領
域102の表面及び第１の電荷転送電極表面の全体に、第
２の絶縁膜105を形成する（図１（ａ））。
導電型のＮ型半導体領域（Ｎ型不純物拡散領域）102を
形成し、次いで熱酸化を施すことにより、Ｎ型半導体領
域102の表面に第１の絶縁膜103を形成する。引き続き、
周知のスパッタリング及びパターニング技術により、第
１の導電性電極（電荷転送電極）104a、104b、104c、10
4dを形成する。続いて、第１の電荷転送電極104a、104
b、104c、104dをマスクとして、第１の絶縁膜103を除去
した後に、再び熱酸化を施すことにより、Ｎ型半導体領
域102の表面及び第１の電荷転送電極表面の全体に、第
２の絶縁膜105を形成する（図１（ａ））。
【００３２】次に、第１の電荷転送電極104a、104b、10
4c、104dをマスクとして、Ｎ型半導体領域102内にこれ
と反対導電型の不純物（例えばボロンＢ+）をイオン注
入法で薄く導入する。これにより、第１の電荷転送電極
104a、104b、104c、104dと自己整合的にＮ-型半導体領
域106を形成する（図１（ｂ））。
4c、104dをマスクとして、Ｎ型半導体領域102内にこれ
と反対導電型の不純物（例えばボロンＢ+）をイオン注
入法で薄く導入する。これにより、第１の電荷転送電極
104a、104b、104c、104dと自己整合的にＮ-型半導体領
域106を形成する（図１（ｂ））。
【００３３】続いて、Ｎ-型半導体領域106の上部を覆い
且つ第１の電荷転送電極104の縁部と重なり合う位置の
第２の絶縁膜105上に、第２の電荷転送電極107a、107
b、107c、107dを形成する（図１（ｃ））。
且つ第１の電荷転送電極104の縁部と重なり合う位置の
第２の絶縁膜105上に、第２の電荷転送電極107a、107
b、107c、107dを形成する（図１（ｃ））。
【００３４】その後、層間絶縁膜（図示せず）を形成
し、次いで、２相のクロック信号φ1、φ2が伝達される
第１及び第２の信号線並びに所定の電位ＶMに維持され
る所定電位線から成る金属配線層108を形成する。各電
極は、相互に隣接する各１つの第１の電荷転送電極及び
第２の電荷転送電極が１つの対を形成し、例えば、順次
に数えて第１番目の対が第１の信号線に、第２番目の対
が所定電位線に、第３番目の対が第２の信号線に、第４
番目の対が所定電位線に夫々接続され、これら４つの対
が順次に且つ繰り返し現れるように、各対の電極を対応
する金属配線１０８の各ラインに接続する（図１
（ｄ））。
し、次いで、２相のクロック信号φ1、φ2が伝達される
第１及び第２の信号線並びに所定の電位ＶMに維持され
る所定電位線から成る金属配線層108を形成する。各電
極は、相互に隣接する各１つの第１の電荷転送電極及び
第２の電荷転送電極が１つの対を形成し、例えば、順次
に数えて第１番目の対が第１の信号線に、第２番目の対
が所定電位線に、第３番目の対が第２の信号線に、第４
番目の対が所定電位線に夫々接続され、これら４つの対
が順次に且つ繰り返し現れるように、各対の電極を対応
する金属配線１０８の各ラインに接続する（図１
（ｄ））。
【００３５】上記のように形成した本実施例の電荷転送
装置では、各信号線には２相のクロック信号φ1、φ2が
印加される。クロック信号φ1は、交互にＬレベル及び
Ｈレベルが同じ時間幅で現れるパルス列であり、クロッ
ク信号φ2はクロック信号φ1の極性が反転したパルス列
である。
装置では、各信号線には２相のクロック信号φ1、φ2が
印加される。クロック信号φ1は、交互にＬレベル及び
Ｈレベルが同じ時間幅で現れるパルス列であり、クロッ
ク信号φ2はクロック信号φ1の極性が反転したパルス列
である。
【００３６】第１対及び第３対の電荷転送電極104a、10
7a、104c、107c下のＮ型半導体領域102から成る蓄積領
域及びＮ-型領域106から成る障壁領域の各電位ポテンシ
ャルは、夫々、２相のクロック信号に従って制御され
る。また、所定電位に維持された第２対及び第４対の電
荷転送電極104b、107 b、104d、107d下のＮ型半導体領
域102から成る蓄積領域及びＮ-型領域106から成る障壁
領域の各電位ポテンシャルは、所望の同じ定電位に維持
される。この構成により、２相駆動・２層電極構造の電
荷転送装置が得られる。
7a、104c、107c下のＮ型半導体領域102から成る蓄積領
域及びＮ-型領域106から成る障壁領域の各電位ポテンシ
ャルは、夫々、２相のクロック信号に従って制御され
る。また、所定電位に維持された第２対及び第４対の電
荷転送電極104b、107 b、104d、107d下のＮ型半導体領
域102から成る蓄積領域及びＮ-型領域106から成る障壁
領域の各電位ポテンシャルは、所望の同じ定電位に維持
される。この構成により、２相駆動・２層電極構造の電
荷転送装置が得られる。
【００３７】図２（ａ）〜（ｅ）は、上記電荷転送装置
の作用を説明するための、電荷転送装置の模式的断面
図、電位ポテンシャル分布図及び信号のタイミングチャ
ートであり、各図（ａ）〜（ｅ）は、従来技術で参照し
た図５（ａ）〜（ｅ）と夫々同様に示してある。同図
（ａ）の参照符号は、第１の電荷転送電極を201a、201
b、201c、201d、第２の電荷転送電極を202a、202b、202
c、202d、Ｎ型半導体領域を203、Ｎ-型半導体領域を20
4、Ｐ型半導体基板を205で夫々示している。
の作用を説明するための、電荷転送装置の模式的断面
図、電位ポテンシャル分布図及び信号のタイミングチャ
ートであり、各図（ａ）〜（ｅ）は、従来技術で参照し
た図５（ａ）〜（ｅ）と夫々同様に示してある。同図
（ａ）の参照符号は、第１の電荷転送電極を201a、201
b、201c、201d、第２の電荷転送電極を202a、202b、202
c、202d、Ｎ型半導体領域を203、Ｎ-型半導体領域を20
4、Ｐ型半導体基板を205で夫々示している。
【００３８】図２（ｅ）に示すように、クロック信号φ
1及びφ2は、夫々、時刻ｔbでＨレベルＶH及びＬレベル
ＶLに、時刻ｔCでＨレベルＶHとＬレベルＶLの中間電位
ＶMに、時刻ｔdでＬレベルＶL及びＨレベルＶHに維持さ
れ、また、所定電位線は常に前記中間電位ＶMに維持さ
れる。電極が電位ＶHに維持されると、その下のＮ半導
体領域201a、201b、201c、201dの電位ポテンシャルは最
も深い電位ΦH1に、Ｎ-半導体領域はΦH1より浅いΦH2
に維持される。電極が電位ＶMに維持されると、その下
のＮ半導体領域の電位ポテンシャルはΦH2より浅いΦM1
に、Ｎ-半導体領域はΦM1より浅いΦM2に維持される。
また、電極が電位ＶLに維持されると、Ｎ半導体領域は
ΦM2より浅いΦL1に、Ｎ-半導体領域はΦL1より浅いΦ
L2に維持される。即ち、電位ポテンシャルの関係は、Φ
H1＜ΦH2＜ΦM1＜ΦM2＜ΦL1＜ΦL2である。
1及びφ2は、夫々、時刻ｔbでＨレベルＶH及びＬレベル
ＶLに、時刻ｔCでＨレベルＶHとＬレベルＶLの中間電位
ＶMに、時刻ｔdでＬレベルＶL及びＨレベルＶHに維持さ
れ、また、所定電位線は常に前記中間電位ＶMに維持さ
れる。電極が電位ＶHに維持されると、その下のＮ半導
体領域201a、201b、201c、201dの電位ポテンシャルは最
も深い電位ΦH1に、Ｎ-半導体領域はΦH1より浅いΦH2
に維持される。電極が電位ＶMに維持されると、その下
のＮ半導体領域の電位ポテンシャルはΦH2より浅いΦM1
に、Ｎ-半導体領域はΦM1より浅いΦM2に維持される。
また、電極が電位ＶLに維持されると、Ｎ半導体領域は
ΦM2より浅いΦL1に、Ｎ-半導体領域はΦL1より浅いΦ
L2に維持される。即ち、電位ポテンシャルの関係は、Φ
H1＜ΦH2＜ΦM1＜ΦM2＜ΦL1＜ΦL2である。
【００３９】図面上で左から右に順次に並んだ電極201
a、202a、201b、202b、201c、202c、202d、202dの下の
各チャネル領域は夫々、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｌ5、Ｌ6
と表わされている。上記構成により、チャネル領域Ｌ1
〜Ｌ6から成る１周期のチャネル領域Ｌの電位ポテンシ
ャル分布が、電荷転送チャネルに周期的に表われる。こ
こで、各チャネル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰ
を、夫々のチャネル領域の符号を添字として、ＰL1〜Ｐ
L6と示す。
a、202a、201b、202b、201c、202c、202d、202dの下の
各チャネル領域は夫々、Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3、Ｌ4、Ｌ5、Ｌ6
と表わされている。上記構成により、チャネル領域Ｌ1
〜Ｌ6から成る１周期のチャネル領域Ｌの電位ポテンシ
ャル分布が、電荷転送チャネルに周期的に表われる。こ
こで、各チャネル領域Ｌ1〜Ｌ6の電位ポテンシャルＰ
を、夫々のチャネル領域の符号を添字として、ＰL1〜Ｐ
L6と示す。
【００４０】時刻ｔbにおいて、電荷転送チャネルのポ
テンシャル分布は、図２（ｂ）に示すように、ＰL1＝Φ
H1＜ＰL2＝ΦH2＜ＰL3＝ΦM1＜ＰL4＝ΦM2＜ＰL5＝ΦL1
＜ＰL6＝ΦL2、ＰL3＝ＰL7、ＰL4＝ＰL8となる。このと
き、信号電荷210A、210Bは、第１対の第１の電荷転送電
極201a下の、最も電位が深いチャネル領域Ｌ1に蓄積さ
れている。後続する時刻ｔcでは、電位ポテンシャル
は、同図（ｃ）に示すように、ＰL1＝ＰL3＝ＰL5＝ＰL7
＝ΦM1＜ＰL2＝ＰL4＝ＰL6＝ＰL8＝ΦM2となり、信号電
荷210A、210Bは深いポテンシャル電位の側のチャネル領
域Ｌ1にそのまま留まる。
テンシャル分布は、図２（ｂ）に示すように、ＰL1＝Φ
H1＜ＰL2＝ΦH2＜ＰL3＝ΦM1＜ＰL4＝ΦM2＜ＰL5＝ΦL1
＜ＰL6＝ΦL2、ＰL3＝ＰL7、ＰL4＝ＰL8となる。このと
き、信号電荷210A、210Bは、第１対の第１の電荷転送電
極201a下の、最も電位が深いチャネル領域Ｌ1に蓄積さ
れている。後続する時刻ｔcでは、電位ポテンシャル
は、同図（ｃ）に示すように、ＰL1＝ＰL3＝ＰL5＝ＰL7
＝ΦM1＜ＰL2＝ＰL4＝ＰL6＝ＰL8＝ΦM2となり、信号電
荷210A、210Bは深いポテンシャル電位の側のチャネル領
域Ｌ1にそのまま留まる。
【００４１】更に、時刻ｔdでは、同図（ｄ）に示すよ
うに、チャネルのポテンシャル分布は、ＰL5＝ΦH1＜Ｐ
L6＝ΦH2＜ＰL7＝ΦM1＜ＰL8＝ΦM2＜ＰL1＝ΦL1＜ＰL2
＝ΦL2、ＰL3＝ＰL7、ＰL4＝ＰL8となる。この電位ポテ
ンシャルに従って、信号電荷201A、201Bは、夫々、図面
上で左方向に移動し、第３対の第１の電荷転送電極201c
下で、最も電位ポテンシャルが深いチャネル領域Ｌ5に
移動しそこに蓄積される。引き続き、時刻ｔbに移り、
同図（ｂ）に示す電位ポテンシャルに移行するので、信
号電荷210A、210B、210Cは、夫々更に左方向に移動し、
電位ポテンシャルが最も深いチャネル領域Ｌ1に移行し
て蓄積される。上記周期が繰り返され、信号電荷は図面
上で左方向に順次に移送される。
うに、チャネルのポテンシャル分布は、ＰL5＝ΦH1＜Ｐ
L6＝ΦH2＜ＰL7＝ΦM1＜ＰL8＝ΦM2＜ＰL1＝ΦL1＜ＰL2
＝ΦL2、ＰL3＝ＰL7、ＰL4＝ＰL8となる。この電位ポテ
ンシャルに従って、信号電荷201A、201Bは、夫々、図面
上で左方向に移動し、第３対の第１の電荷転送電極201c
下で、最も電位ポテンシャルが深いチャネル領域Ｌ5に
移動しそこに蓄積される。引き続き、時刻ｔbに移り、
同図（ｂ）に示す電位ポテンシャルに移行するので、信
号電荷210A、210B、210Cは、夫々更に左方向に移動し、
電位ポテンシャルが最も深いチャネル領域Ｌ1に移行し
て蓄積される。上記周期が繰り返され、信号電荷は図面
上で左方向に順次に移送される。
【００４２】上記の通り、各対における第１の電荷転送
電極と第２の電荷転送電極には、相互に同じ電圧が印加
され、これに基づいて、第２の電荷転送電極直下のチャ
ネル領域、例えば、領域Ｌ2には、第１の電荷転送電極
直下のチャネル領域、例えば、領域Ｌ1の電位ポテンシ
ャルよりも浅い電位ポテンシャルが形成される。この構
成により、第１の電荷転送電極直下の領域はアクティブ
な電荷蓄積領域として動作し、第２の電荷転送電極直下
の領域はノンアクティブな障壁領域として動作してい
る。ここで、各障壁領域は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を一方の方向に規定するように作用する。
電極と第２の電荷転送電極には、相互に同じ電圧が印加
され、これに基づいて、第２の電荷転送電極直下のチャ
ネル領域、例えば、領域Ｌ2には、第１の電荷転送電極
直下のチャネル領域、例えば、領域Ｌ1の電位ポテンシ
ャルよりも浅い電位ポテンシャルが形成される。この構
成により、第１の電荷転送電極直下の領域はアクティブ
な電荷蓄積領域として動作し、第２の電荷転送電極直下
の領域はノンアクティブな障壁領域として動作してい
る。ここで、各障壁領域は、信号電荷の逆戻りを防ぎ、
転送方向を一方の方向に規定するように作用する。
【００４３】上記実施例では、従来例１に比べ、実効的
な電荷転送電極の電極長を約１／２に短縮することがで
き、また、第２の従来例に比べ、実効的な電荷転送電極
の電極長を約３／４に短縮することができる。このた
め、信号電荷の転送に重要な役割を果たすフリンジ電界
を増強することができ、従来例１及び２に比して信号電
荷の転送効率が高い２相駆動・２層電極構造の電荷転送
装置が得られる。
な電荷転送電極の電極長を約１／２に短縮することがで
き、また、第２の従来例に比べ、実効的な電荷転送電極
の電極長を約３／４に短縮することができる。このた
め、信号電荷の転送に重要な役割を果たすフリンジ電界
を増強することができ、従来例１及び２に比して信号電
荷の転送効率が高い２相駆動・２層電極構造の電荷転送
装置が得られる。
【００４４】ここで、上記実施例の作用を示す図２と従
来例１の作用を示す図５とを比較すると、ポテンシャル
レベルΦH1からΦH2迄の障壁の高さＨ1を実施例と従来
例１とで同じにする場合には、実施例では、従来例１に
比べて、信号電荷の転送速度を約８倍にすることが出来
る。また、ポテンシャルレベルΦH1からΦL1迄の障壁の
高さＨ2を同様に同じにする場合には、実施例では、従
来例１に比べて、信号電荷の転送速度を約４倍にするこ
とが出来る。
来例１の作用を示す図５とを比較すると、ポテンシャル
レベルΦH1からΦH2迄の障壁の高さＨ1を実施例と従来
例１とで同じにする場合には、実施例では、従来例１に
比べて、信号電荷の転送速度を約８倍にすることが出来
る。また、ポテンシャルレベルΦH1からΦL1迄の障壁の
高さＨ2を同様に同じにする場合には、実施例では、従
来例１に比べて、信号電荷の転送速度を約４倍にするこ
とが出来る。
【００４５】更に、図２と従来例２の作用を示す図７を
比較すると、障壁の高さＨ1を同じとする場合には、上
記実施例では、従来例２に比べて、信号電荷の転送速度
を約２．４倍にすることができ、また、障壁の高さＨ2
を同じとする場合には、信号電荷の転送速度を約１．８
倍にすることが出来る。このように、本発明によると、
信号電荷の転送効率が高い２相駆動・２層電極構造の電
荷転送装置が得られる。
比較すると、障壁の高さＨ1を同じとする場合には、上
記実施例では、従来例２に比べて、信号電荷の転送速度
を約２．４倍にすることができ、また、障壁の高さＨ2
を同じとする場合には、信号電荷の転送速度を約１．８
倍にすることが出来る。このように、本発明によると、
信号電荷の転送効率が高い２相駆動・２層電極構造の電
荷転送装置が得られる。
【００４６】上記実施例では、２種類の濃度の不純物拡
散領域のみをチャネル領域として形成しているので、従
来例２とは異なり、転送速度を高めるために製造工程数
を増加させていない。更に、この実施例の電荷転送装置
では、１／２の転送電極に一定電圧ＶMが印加され、こ
れらを実効的にノンアクティブな障壁電極として動作さ
せるので、従来例２に比べて電荷転送装置を駆動する際
の負荷容量を約１／２に低減できる。
散領域のみをチャネル領域として形成しているので、従
来例２とは異なり、転送速度を高めるために製造工程数
を増加させていない。更に、この実施例の電荷転送装置
では、１／２の転送電極に一定電圧ＶMが印加され、こ
れらを実効的にノンアクティブな障壁電極として動作さ
せるので、従来例２に比べて電荷転送装置を駆動する際
の負荷容量を約１／２に低減できる。
【００４７】また、上記実施例では、埋込みチャネル型
の電荷転送装置について記述した例を示したが、表面チ
ャネル型の電荷転送装置についても、本発明を同様に適
用できる。
の電荷転送装置について記述した例を示したが、表面チ
ャネル型の電荷転送装置についても、本発明を同様に適
用できる。
【００４８】以上、本発明をその好適な実施例に基づい
て説明したが、本発明の電荷転送装置は上記実施例の構
成にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成か
ら種々の修正及び変更を施した電荷転送装置も本発明の
電荷転送装置に含まれる。
て説明したが、本発明の電荷転送装置は上記実施例の構
成にのみ限定されるものではなく、上記実施例の構成か
ら種々の修正及び変更を施した電荷転送装置も本発明の
電荷転送装置に含まれる。
【００４９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の電荷転
送装置によると、転送速度が高い電荷転送装置を工程数
を増加させることなく製造できるため、本発明は、固体
撮像装置等における製造コストの低減及び電荷転送性能
の向上に寄与する顕著な効果を奏する。
送装置によると、転送速度が高い電荷転送装置を工程数
を増加させることなく製造できるため、本発明は、固体
撮像装置等における製造コストの低減及び電荷転送性能
の向上に寄与する顕著な効果を奏する。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は夫々、本発明の一実施例の電
荷転送装置をその製造工程段階毎に示す断面図。
荷転送装置をその製造工程段階毎に示す断面図。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は夫々、図１の電荷転送装置の
作用を示すための、模式的断面図、電位ポテンシャルの
プロファイル、及び、信号のタイミングチャート。
作用を示すための、模式的断面図、電位ポテンシャルの
プロファイル、及び、信号のタイミングチャート。
【図３】一本の電荷転送装置を水平電荷転送部に有する
一般的な固体撮像装置の模式的平面図。
一般的な固体撮像装置の模式的平面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は夫々、第１の従来例の電荷転
送装置をその製造工程段階毎に示す断面図。
送装置をその製造工程段階毎に示す断面図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は夫々、図４の電荷転送装置の
作用を示すための、図２（ａ）〜（ｅ）と同様な図。
作用を示すための、図２（ａ）〜（ｅ）と同様な図。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は夫々、第２の従来例の電荷転
送装置をその製造工程段階毎に示す断面図。
送装置をその製造工程段階毎に示す断面図。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は夫々、図６の電荷転送装置の
作用を示すための、図２（ａ）〜（ｅ）と同様な図。
作用を示すための、図２（ａ）〜（ｅ）と同様な図。
【図８】二本の電荷転送装置を水平電荷転送部に有する
一般的な固体撮像装置の模式的平面図。
一般的な固体撮像装置の模式的平面図。
【図９】図８の電荷転送装置の詳細を示す模式的断面
図。
図。
101 Ｐ型半導体基板 102 Ｎ型半導体領域 103 第１の絶縁膜 104 第１の電荷転送電極 105 第２の絶縁膜 106 Ｎ-型半導体領域 107 第２の電荷転送電極 108 金属配線 201 第１の電荷転送電極 202 第２の電荷転送電極 203 Ｎ型半導体領域 204 Ｎ-型半導体領域 205 Ｐ型半導体基板 210 信号電荷 301 光電変換部 302 垂直転送部 303 水平転送部 304 出力回路部 401 Ｐ型半導体基板 402 Ｎ型半導体領域 403 第１の絶縁膜 404 第１の電荷転送電極 405 第２の絶縁膜 406 Ｎ-型半導体領域 407 第２の電荷転送電極 408 金属配線 501 第１の電荷転送電極 502 第２の電荷転送電極 503 Ｎ型半導体領域 504 Ｎ-型半導体領域 505 Ｐ型半導体基板 510 信号電荷 601 Ｐ型半導体基板 602 Ｎ型半導体領域 603 第１の絶縁膜 604 第１の電荷転送電極 605 第２の絶縁膜 606 Ｎ-型半導体領域 607 Ｎ--型半導体領域 608 第２の電荷転送電極 609 金属配線 610 フォトレジスト 701 第１の電荷転送電極 702 第２の電荷転送電極 703 Ｎ型半導体領域 704 Ｎ-型半導体領域 705 Ｎ--型半導体領域 706 Ｐ型半導体基板 710 信号電荷 801 光電変換部 802 垂直転送部 803 第１の水平転送部 804 第２の水平転送部 805 第１の出力回路部 806 第２の出力回路部 901 第１の電荷転送電極 902 第２の電荷転送電極 903 Ｎ型半導体領域 904 Ｎ-型半導体領域 905 Ｐ型半導体基板
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の不純物拡散領域と該第１の不純物
拡散領域と同じ導電型で該第１の不純物拡散領域よりも
導電度が低い第２の不純物拡散領域とが交互に現れる電
荷転送チャネルと、 前記第１及び第２の不純物拡散領域に対応して形成さ
れ、該第１及び第２の不純物拡散領域の電位ポテンシャ
ルを夫々制御する第１及び第２の電荷転送電極とを備え
た電荷転送装置において、 前記第１及び第２の電荷転送電極は、相互に隣接する各
１つの第１及び第２の電荷転送電極が共通に接続された
１つの対を形成すると共に、順次に並ぶ前記対が第１及
至第４の対を周期とする繰返し周期構造を有し、該繰返
し周期構造は、前記第１の対が第１の信号線に、前記第
３の対が第２の信号線に夫々接続され、前記第２及び第
４の対が共通の所定電位に維持されることを特徴とする
電荷転送装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電荷転送装置を駆動す
る方法であって、前記第１の信号線にＬレベル及びＨレ
ベルの信号が周期的に繰り返す第１の駆動信号を、前記
第２の信号線に前記第１の駆動信号とは極性が逆の第２
の駆動信号を夫々供給し、前記所定電位を前記Ｌレベル
とＨレベルの中間電位に維持することを特徴とする電荷
転送装置の駆動方法。 - 【請求項３】 前記第２及び第４の対の電荷転送電極に
制御される第１及び第２不純物拡散領域に形成される電
位ポテンシャルが、前記第１及び第３の対の電荷転送電
極に供給されるＨレベルによって前記第１及び第２の不
純物拡散領域に形成される電位ポテンシャルよりも浅
く、且つ、前記第１及び第３の対の電荷転送電極に供給
されるＬレベルによって前記第１及び第２の不純物拡散
領域に形成される電位ポテンシャルよりも深い、請求項
２に記載の電荷転送装置の駆動方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の電荷転送装置を製造す
る方法であって、 基板上に第１の不純物拡散領域を形成する工程と、 前記第１の不純物拡散領域上に第１の絶縁膜を形成する
工程と、 前記第１の不純物拡散領域上部の前記第１の絶縁膜上に
複数の第１の電荷転送電極を一定の間隔を空けて形成す
る工程と、 少なくとも前記第１の電荷転送電極の表面に第２の絶縁
膜を形成する工程と、 前記第１の不純物拡散領域の前記第１の電荷転送電極が
形成されていない部分に前記第１の電荷転送電極と自己
整合的にイオンを注入して、前記第１の不純物拡散領域
の前記部分を該第１の不純物拡散領域よりも導電度が小
さな第２の不純物拡散領域に変える工程と、 前記第２の不純物拡散領域上部の前記第２の絶縁膜上に
第２の電荷転送電極を形成する工程と、 前記第１及び第２の電荷転送電極を配線で接続する工程
とを有する電荷転送装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136245A JP2768312B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法 |
| KR1019960019480A KR100240735B1 (ko) | 1995-06-02 | 1996-06-01 | 2층 전극을 갖는 전하 전송 장치 및 그 제조 방법(charge coupled device having two-layer electrodes and method of manufacturing the same) |
| US08/657,114 US5914506A (en) | 1995-06-02 | 1996-06-03 | Charge coupled device having two-layer electrodes and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7136245A JP2768312B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08330574A true JPH08330574A (ja) | 1996-12-13 |
| JP2768312B2 JP2768312B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=15170686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7136245A Expired - Lifetime JP2768312B2 (ja) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | 電荷転送装置、その駆動方法及び製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5914506A (ja) |
| JP (1) | JP2768312B2 (ja) |
| KR (1) | KR100240735B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
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1996
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| JPH02133962A (ja) * | 1988-11-15 | 1990-05-23 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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