JPH10335627A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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JPH10335627A
JPH10335627A JP9136935A JP13693597A JPH10335627A JP H10335627 A JPH10335627 A JP H10335627A JP 9136935 A JP9136935 A JP 9136935A JP 13693597 A JP13693597 A JP 13693597A JP H10335627 A JPH10335627 A JP H10335627A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
solid
imaging device
state imaging
terminal pad
Prior art date
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Pending
Application number
JP9136935A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Harada
耕一 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH10335627A publication Critical patent/JPH10335627A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 保護トランジスタを有する固体撮像装置にお
いて、保護トランジスタの保護機能を充分確保しつつ、
保護トランジスタの実質的半導体基体面に占有する面積
の縮小化をはかる。 【解決手段】 端子パッドPDに保護トランジスタT
rが接続されてなる固体撮像装置において、保護トラン
ジスタTrの少なくともエミッタ領域11eの全域もし
くは大半が、が、この保護トランジスタが接続されるべ
き端子パッドPD直下に位置して形成されて、かつこの
エミッタ領域11eが、これの上の上記端子パッドPD
に電気的に連結されてなる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、保護トランジスタ
を具備する固体撮像装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】CCD(電荷結合素子)構成による固体
撮像装置において、静電衝撃、放電等による各部の絶縁
破壊等を回避する保護トランジスタが、通常各端子パッ
ドにそれぞれ対応して設けられる。
【0003】図4は、従来のインターライントランスフ
ァ方式によるCCD構成の固体撮像装置の模式的平面図
を示す。この固体撮像装置は、半導体基体1に、画素を
構成するフォトダイオード構成による多数の受光部2が
配列され、これら受光部2に受光量に応じて発生した信
号電荷を垂直方向に転送するCCD構成による垂直レジ
スタ3が配列形成され、これら垂直レジスタ3から転送
された信号電荷を、出力回路4に順次転送するCCD構
成による水平レジスタ5が形成されてなる。
【0004】そして、半導体基体1の周辺部上に、固体
撮像素子の各部からの端子導出がなされる端子パッド、
すなわちリードワイヤ等の外部配線(図示せず)がボン
ディングされるいわゆるボンディングパッドが配列形成
される。図4においては、垂直レジスタ3と水平レジス
タ5とが、2相のクロックφv1 およびφv2 とφH1
およびφH2とによって駆動される構成とされ、垂直レジ
スタ3を共通に駆動する2つの端子パッドPDv1 およ
びPDv2 と、水平レジスタ5を駆動する2相のクロッ
クφH1およびφH2が印加される端子パッドいわゆるボン
ディングパッドPDH 1 およびPDH 2 のみを示してい
る。
【0005】このような固体撮像装置における例えばC
CD構成による垂直レジスタ3および水平レジスタ5等
の隣り合う電極相互を電気的に絶縁するように介在され
た絶縁層、各電極下の半導体基体表面に形成された絶縁
層、そのほかにおいて、静電破壊、放電破壊等の過電流
による絶縁破壊等を防止するための保護トランジスタT
rが全端子パッドにそれぞれ対応して設けられる。これ
ら保護トランジスタTrは、通常、各端子パッドに近接
した位置に並置して形成される。図4においては、各端
子パッドPDv1 ,PDv2 ,PDH 1 ,PDH 2 に隣
合って保護トランジスタTrが形成されて、それぞれ各
エミッタが、各端子パッドPDv1 ,PDv2 ,PDH
1 ,PDH 2 に電気的に接続され、そのコレクタが、半
導体基体1の周辺に沿って配置形成された基体電圧いわ
ゆるサブストレイト電圧が印加される配線Lsub に電気
的に接続され、ベースが、例えば半導体基体すなわちサ
ブストレイトがn型である場合、負のクロック電圧より
さらに負の深い電圧が印加される配線LvL に電気的に
接続される。このように、各端子パッドに接続される各
保護トランジスタTrは、その保護機能を確実に行わせ
る必要からできるだけ大面積に形成される。
【0006】ところで、昨今、固体撮像装置における小
型化、高密度化の要求が高まっていて、半導体チップす
なわち固体撮像装置を構成する半導体基体の面積の縮小
化が著しく、これに伴い、コストの低減化の貢献も大き
い。しかしながら、更に固体撮像装置の用途が広がるに
つれ、より半導体チップの小型化が望まれ、これに伴
い、回路の保護素子、すなわち上述した保護トランジス
タの、半導体チップ(半導体基体)に占める面積の割合
が大きくなり、この保護トランジスタの存在が、固体撮
像装置の小型化の隘路となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、保護トラン
ジスタを有する固体撮像装置において、その保護トラン
ジスタの面積を充分大に確保して、保護動作を確実に行
うことができるようにし、しかも、半導体基体の縮小化
を充分はかることができるようにした固体撮像装置を提
供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明においては、固体
撮像装置の端子パッドに保護トランジスタが接続されて
なる固体撮像装置において、保護トランジスタの少なく
ともエミッタ領域の全域もしくは大半が、この保護トラ
ンジスタが接続されるべき端子パッド直下に位置して形
成されて、かつこのエミッタ領域が、これの上の端子パ
ッドに電気的に連結されてなる構成とする。
【0009】上述したように、本発明においては、保護
トランジスタを、ワイヤボンド等の外部配線の導出がな
される端子パッド下に形成するようにしたことにより、
保護トランジスタの半導体チップ(半導体基体)に、単
独で占める面積の縮小ないしは殆ど解消をはかることか
できる。したがって、保護トランジスタの機能を損なう
ことなく、固体撮像装置全体の小型化、したがって、コ
ストの低廉化をはることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、固体撮像装置の端子パ
ッドに保護トランジスタが接続されてなる保護トランジ
スタを具備する固体撮像装置において、保護トランジス
タの少なくともエミッタ領域が、その全域もしくは大半
においてこの保護トランジスタが接続されるべき端子パ
ッド直下に位置するように配置形成して、かつこのエミ
ッタ領域が、これの上の端子パッドに電気的に連結され
た構成とする。
【0011】そして、例えばそのベース領域は、固体撮
像装置に形成された負の電圧印加配線下に延在して形成
して、この配線と電気的にコンタクトさせる。
【0012】また、例えばそのコレクタ領域は、固体撮
像装置に形成された基体電圧印加配線下に延在して形成
して、この配線と電気的にコンタクトさせる。
【0013】本発明による撮像装置の一例を図面を参照
して説明する。図1は、インターライン転送方式による
CCD構成の固体撮像装置に適用した場合の模式的平面
図で、この固体撮像装置は、半導体基体1例えばSi基
体に、画素を構成する例えばフォトダイオード構成によ
る光電気変換機能を有する受光部2が、x方向とこれに
交叉するy方向にそれぞれ多数個配列され、共通のy方
向に配列された受光部2に沿って、これら受光部2に受
光量に応じて発生した信号電荷を垂直方向(y方向)に
転送するCCD構成による垂直レジスタ3が配列形成さ
れ、これら垂直レジスタ3から転送された信号電荷を、
出力回路4に順次転送するCCD構成による水平レジス
タ5が形成されてなる。
【0014】そして、半導体基体1の周辺部上に、固体
撮像素子の各部からの端子導出がなされ、リードワイヤ
等の外部配線(図示せず)がボンディングされる端子パ
ッドいわゆるボンディングパッドが配列形成される。図
1においては、これら端子パッドのうち、垂直レジスタ
3と水平レジスタ5とが、それぞれ2相のクロックφv
1 およびφv2 とφH1,およびφH2とによって駆動され
る構成とされ、垂直レジスタ3を共通に駆動する2相の
クロックφv1 およびφv2 が印加される2つの端子パ
ッドPDv1 およびPDv2 と、水平レジスタ5を駆動
する2相のクロックφH1およびφH2が印加される同様の
端子パッドPDH 1 およびPDH 2 のみを示している。
【0015】この固体撮像装置において、各端子パッド
に対応して、静電破壊等を防止する保護トランジスタT
rが設けられる。そして、これら保護トランジスタTr
は、それぞれ各エミッタが、各端子パッドPD(図1に
おいては、PDv1 ,PDv2 ,PDH 1 ,PDH 2
に電気的に接続され、そのコレクタが、半導体基体1の
周辺に沿って配置形成された基体電圧いわゆるサブスト
レイト電圧が印加される配線Lsub に電気的に接続さ
れ、ベースが、同様に半導体基体1の周辺に沿って配置
形成された例えば半導体基体すなわちサブストレイトが
n型である場合、負のクロック電圧よりさらに負の深い
電圧が印加される配線LvL に電気的に接続される。
【0016】本発明においては、これら保護トランジス
タTrを、少なくともその各エミッタ領域が、その全域
においてもしくは大半において各端子パッドPD(PD
1,PDv2 ,PDH 1 ,PDH 2 )下に位置するよ
うに配置形成する。すなわち、例えば図2にその平面図
を示し、図3にA−A線上の断面図を示すように、半導
体基体1上の、リードワイヤLWがボンディングされる
各端子パッドPDが形成された部分下に差し渡って各保
護トランジスタTrを形成する。この例では、n型の半
導体基体1をコレクタ領域11cとして、これの上のサ
ブストレイト電圧が印加される配線Lsub 下に位置し
て、高不純物濃度のn型のコレクタ電極取出し領域12
cが形成されると共に、端子パッドPD下から、負の電
圧が印加される配線LvL 下に差し渡ってp型のベース
領域11bが形成される。また、このp型のベース領域
11b上の配線LvL 下に位置して、高不純物濃度のp
型のベース電極取出し領域12bが形成される。また、
ベース領域11b上に、端子パッドPDの形成部下にエ
ミッタ領域11eを形成する。各領域11e,11b,
11c,12b,12cはそれぞれ不純物のイオン注
入、拡散等によって形成することができ、エミッタ領域
11eとベース電極取出し領域12bとは、同一工程に
よって形成することができる。
【0017】半導体基体例えばSi基体1の表面には、
SiO2 等による絶縁層13が形成され、エミッタ領域
11eの、これの上に形成される端子パッドPDの例え
ば4隅に位置する部分にコンタクト窓13wを穿設す
る。次に、エミッタ領域11e上に穿設した全コンタク
ト窓13wに跨がって導電層14が形成され、この導電
層14が、エミッタ領域11e上のコンタクト窓13w
を通じてオーミックコンタクトされる。この導電層14
は、例えば各レジスタ3および5の1組の電極を構成す
る例えば多結晶Siによって、これら電極の形成と同時
に形成することができる。
【0018】そして、コレクタ電極取出し領域12c
上、ベース電極取出し領域上、導電層14上に跨がって
SiO2 等による層間絶縁層15が形成され、エミッタ
領域11e上の例えば各コンタクト窓13w上に対応す
る位置およびコレクタ電極取出し領域12c上、ベース
電極取出し領域12b上にコンタクト窓15wを穿設す
る。そして、これら全コンタクト窓15wに跨がって、
すなわちエミッタ領域11e上に対応する位置およびコ
レクタ電極取出し領域12c上、ベース電極取出し領域
12b上に跨がって上述の配線LvL と配線Lsub およ
び端子パッドPDがオーミックコンタクトされて形成さ
れる。
【0019】そして、端子パッドPD上には、外部配線
例えばリードワイヤLWが圧着接続される。この場合、
上述のコンタクト窓13w,15wは、リードワイヤL
Wが圧着接続される部分以外の、例えば図示の4隅に形
成することが、リードワイヤLWのボンディングに際し
ての端子パッドPDと導電層14とのコンタクト部、導
電層14とエミッタ領域11eとのコンタクト部への応
力の発生を回避する上で望ましい。
【0020】上述したように、本発明においては、保護
トランジスタTrを、これが接続されるべき端子パッド
PD下に少なくともそのエミッタ領域11eの全部もし
くは大半、特に図示の例におけるように、そのエミッタ
領域11eの全域が端子パッドPD下に形成するように
したことから、更に上述した例におけるように、そのベ
ース領域11bを端子パッドPD下から配線LvL 下に
渡る位置に形成し、その電極取出し領域12bを同様の
配線LvL 下に形成するようにしたことから、また更
に、コレクタ領域11cの電極取出し領域12cを配線
sub 下に形成するよにしたことから、これら保護トラ
ンジスタTrの半導体基体1の基体面における実質的占
有面積を、従来における端子パッドPDと保護トランジ
スタTrと基体面上に並置して形成する場合に比して激
減させることができる。
【0021】また、各保護トランジスタTrのエミッタ
領域11e,ベース電極取出し領域12bおよびコレク
タ電極取出し領域12cは、これらがそれぞれ接続され
るべき端子パッドPD,配線LvL および配線Lsub
直下、すなわち互いに重なる位置に形成されることか
ら、これらのコンタクトを直接的に行うことができ、こ
れらを接続するための配線の形成が排除される。
【0022】上述した例は、半導体基体1がn型である
場合であるが、本発明はp型である固体撮像装置に適用
することもできるし、インターライントランスファ方式
の固体撮像装置に限られるものではなく、フレームトラ
ンスファ方式、フレームインタライントランスファ方式
等の各種固体撮像装置に適用することもできるなど、、
また各シフトレジスタは、2相クロック方式に限られず
3相,4相等の方式によることもできるなど、本発明
は、上述した例に限られるものではない。
【0023】
【発明の効果】上述したように、本発明構成によれば、
保護トランジスタTrを、半導体基板面において、端子
パッドPDと並置して形成することを回避して、保護ト
ランジスタTrを、これが接続されるべき端子パッドP
D下に少なくともそのエミッタ領域11eの全部もしく
は大半下に形成するようにしたことからこの保護トラン
ジスタTrの半導体基体面における実質的占有面積の縮
小化をはかることができる。また、更にそのベース領域
11bを端子パッドPD下から配線LvL 下に渡る位置
に形成し、その電極取出し領域12bを同様の配線Lv
L 下に形成するようにすることにより、より保護トラン
ジスタTrの半導体基体面における実質的占有面積の縮
小化をはかることができる。また更に、コレクタ領域1
1cの電極取出し領域12cを配線Lsub 下に形成する
ことにより、より保護トランジスタTrの半導体基体面
における実質的占有面積の縮小化をはかることができ
る。
【0024】また、各保護トランジスタTrのエミッタ
領域11e,ベース電極取出し領域12bおよびコレク
タ電極取出し領域12cは、これらがそれぞれ接続され
るべき端子パッドPD,配線LvL および配線Lsub
直下、すなわち互いに重なる位置に形成されることか
ら、これらのコンタクトを直接的に行うことができ、こ
れらを接続するための配線の形成を排除することがで
き、したがって、構造の簡潔、小型化、製造の簡易化が
はかられ、固体撮像装置の小型化、コストの低廉化をは
かることができる。
【0025】また、本発明によれば、保護トランジスタ
の占有面積を縮減できることから、保護トランジスタの
面積、すなわちエミッタ−ベース間接合面積、ベース−
コレクタ接合面積を充分大に確保でき、エミッタ−ベー
ス周長を大きく保持できることから、大電流トランジス
タ、したがって、保護動作を確実に行うことができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による固体撮像装置の一例の模式的平面
図である。
【図2】本発明装置の一例の要部の概略平面図である。
【図3】図2のA−A線上の概略断面図である。
【図4】従来の固体模式的平面図である。
【符号の説明】
1 半導体基体、2 受光部、3 垂直レジスタ、4
出力回路 5 水平レジスタ、11e エミッタ領域、
11b ベース領域、11c コレクタ領域、12b
ベース電極取出し領域、12c コレクタ電極取出し領
域、13 絶縁層、13w コンタクト窓、14 導電
層、15 層間絶縁層、15w コンタクト窓、Tr
保護トランジスタ、PD,PDv1 ,PDv2 ,PDH
1 ,PDH 2 端子パッド、LvL ,Lsub 配線。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体撮像装置の端子パッドに保護トラン
    ジスタが接続されてなる保護トランジスタを具備する固
    体撮像装置において、 上記保護トランジスタの少なくともエミッタ領域の全部
    もしくは大半が、該保護トランジスタが接続されるべき
    端子パッド直下に位置して形成されて、かつ該エミッタ
    領域が、これの上の上記端子パッドに電気的に連結され
    てなることを特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】 上記保護トランジスタのベース領域が、
    固体撮像装置に形成された負の電圧印加配線下に延在し
    て形成されて、該配線が上記ベース領域に電気的に連結
    されるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の固
    体撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記保護トランジスタのコレクタ領域
    が、固体撮像装置に形成された基体電圧印加配線下に延
    在して形成されて、該配線が上記コレクタ領域に電気的
    に連結されるようにしたことを特徴とする請求項1に記
    載の固体撮像装置。
JP9136935A 1997-05-27 1997-05-27 固体撮像装置 Pending JPH10335627A (ja)

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JP9136935A JPH10335627A (ja) 1997-05-27 1997-05-27 固体撮像装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071749A1 (en) * 2004-01-14 2005-08-04 Spansion, Llc Efficient use of wafer area with device under the pad approach
JP2006310407A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005071749A1 (en) * 2004-01-14 2005-08-04 Spansion, Llc Efficient use of wafer area with device under the pad approach
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