JPS5866471A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPS5866471A JPS5866471A JP56165333A JP16533381A JPS5866471A JP S5866471 A JPS5866471 A JP S5866471A JP 56165333 A JP56165333 A JP 56165333A JP 16533381 A JP16533381 A JP 16533381A JP S5866471 A JPS5866471 A JP S5866471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- layer
- photoelectric conversion
- solid
- diffusion layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/153—Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は出力電圧及び感度を向上せしめた固体撮像素子
の構造に関する。
の構造に関する。
第１図は従来のＰ−Ｎ接合型光電変換素子の一例の平面
図で、第２図は第１図のＡ−Ａ’にそつた断面図である
。各図面の番号は共通である。Ｐ型半導体基板１上に光
電変換領域としてのＮ型拡散層２と電荷転送用ＣＯＤレ
ジスタの埋込チャンネル用としてのＮ製拡散層３とチャ
ンネルスト、バーとしてのＰ型拡散層４とが形成されて
いる。光電変換領域のＮｇ拡散層２と埋込チャンネル用
のＮ型拡散層３との間の半導体基板１上には、Ｎ型拡散
層２に蓄積された電荷をＮ型拡散層３に形成されている
電荷転送レジスタ領域に転送する為のトランス７アゲー
ト５が絶縁酸化膜８を介して形成されている。ＣＯＤレ
ジスタＦｉＮ！拡散層３上に絶縁酸化膜８を介して形成
される交互に形成された電荷転送用電極６．７を備えて
いる。電極５．６．７はいずれもポリシリコンで構成さ
れている。全表面には絶縁酸化膜８を有しており、光電
変換領域としてのＮ型拡散層２上を除いて、絶縁酸化膜
８上に光逍蔽用のアルミニウム層９を有している。
図で、第２図は第１図のＡ−Ａ’にそつた断面図である
。各図面の番号は共通である。Ｐ型半導体基板１上に光
電変換領域としてのＮ型拡散層２と電荷転送用ＣＯＤレ
ジスタの埋込チャンネル用としてのＮ製拡散層３とチャ
ンネルスト、バーとしてのＰ型拡散層４とが形成されて
いる。光電変換領域のＮｇ拡散層２と埋込チャンネル用
のＮ型拡散層３との間の半導体基板１上には、Ｎ型拡散
層２に蓄積された電荷をＮ型拡散層３に形成されている
電荷転送レジスタ領域に転送する為のトランス７アゲー
ト５が絶縁酸化膜８を介して形成されている。ＣＯＤレ
ジスタＦｉＮ！拡散層３上に絶縁酸化膜８を介して形成
される交互に形成された電荷転送用電極６．７を備えて
いる。電極５．６．７はいずれもポリシリコンで構成さ
れている。全表面には絶縁酸化膜８を有しており、光電
変換領域としてのＮ型拡散層２上を除いて、絶縁酸化膜
８上に光逍蔽用のアルミニウム層９を有している。
従来の上記構造による固体撮像素子の出力電圧は、光電
変換領域の蓄積電荷量すなわちＰ−Ｎジャンクシ、／の
接合容ｌによって決まる。言いかえれば光電変換領域と
なるＮ型拡散層２０半導体基板１＋４合によってはチャ
ンネルスト、パー用Ｐ型拡散層４に対する接合容ｉＫ依
存する０本構造の出力電圧を上げるには、Ｎ型拡散層２
の接合容量を増せば良いのであるが、これにはＮ型拡散
層２０面積を増加させるとか、Ｐ型半導体基板１の濃度
を増すことが考えられる。しかしＮ型拡散層２の面積を
増すことはセル面積の増加すなわちチア１面積の増大を
意味し製造歩留が悪くなり原価の高騰となる。又Ｐ型半
導体基板１の濃度の増大はリーク電流の増加をまねき新
たな欠点を生じる。
変換領域の蓄積電荷量すなわちＰ−Ｎジャンクシ、／の
接合容ｌによって決まる。言いかえれば光電変換領域と
なるＮ型拡散層２０半導体基板１＋４合によってはチャ
ンネルスト、パー用Ｐ型拡散層４に対する接合容ｉＫ依
存する０本構造の出力電圧を上げるには、Ｎ型拡散層２
の接合容量を増せば良いのであるが、これにはＮ型拡散
層２０面積を増加させるとか、Ｐ型半導体基板１の濃度
を増すことが考えられる。しかしＮ型拡散層２の面積を
増すことはセル面積の増加すなわちチア１面積の増大を
意味し製造歩留が悪くなり原価の高騰となる。又Ｐ型半
導体基板１の濃度の増大はリーク電流の増加をまねき新
たな欠点を生じる。
本発明の目的は、固体撮像素子の出力電圧及び感度を向
上するもので、チア１面積の増加等による欠点なしに光
電変換部のＮ型拡散層の接合容量の増加と光電変換によ
って生じた正孔及び電子の再結合を減少さすことによっ
て高出力、高感度の固体撮像素子を提供するものである
。
上するもので、チア１面積の増加等による欠点なしに光
電変換部のＮ型拡散層の接合容量の増加と光電変換によ
って生じた正孔及び電子の再結合を減少さすことによっ
て高出力、高感度の固体撮像素子を提供するものである
。
すなわち本発明は、半導体基板上に光電変換部を有し、
この光電変換部で変換された電荷を電気おいて、光電変
換部は第１導電型の導電体層の上に第２導電型の導電体
層で形成され、この第２導電型の導電体層の上には第１
導電型の導電体層による容量導電体層が形成され、この
容量導電体層は上面よυオーミックコンタクトで電極に
接続され所定の電位に設定されていることを特徴とする
固体撮像素子である。
この光電変換部で変換された電荷を電気おいて、光電変
換部は第１導電型の導電体層の上に第２導電型の導電体
層で形成され、この第２導電型の導電体層の上には第１
導電型の導電体層による容量導電体層が形成され、この
容量導電体層は上面よυオーミックコンタクトで電極に
接続され所定の電位に設定されていることを特徴とする
固体撮像素子である。
本発明によると、光電変換領域のＮ型拡散層の上にＰ型
容量拡散層を設け、Ｐ型容量拡散層を上面よシコンタク
トを通じて電極に接続し、この電極をｐｒｌ！半導体基
板又はマイナスの一定電位に接続することにより光電変
換領域のＮ型拡散層の接合容量を増加させ出力電圧の向
上を実現できる。
容量拡散層を設け、Ｐ型容量拡散層を上面よシコンタク
トを通じて電極に接続し、この電極をｐｒｌ！半導体基
板又はマイナスの一定電位に接続することにより光電変
換領域のＮ型拡散層の接合容量を増加させ出力電圧の向
上を実現できる。
又Ｐ型容量拡散層は光電変換によって生じた正孔の一部
を引き抜き電子との再結合の機会を減少させよって感度
の向上につながる。
を引き抜き電子との再結合の機会を減少させよって感度
の向上につながる。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第３図は本発明の一実施例にょるＰ−Ｎ接合型光電変換
素子の平面図で、第４図は第３図のＢ−Ｂ’にそった断
面図である。各図面の番号は第１図、第２図のものと共
通である。光電変換領域のＮ型拡散層２の上にはボロン
のイオンインプランテーシ、ンによし表面よシ２０００
オングストローム程度の厚さに形成したＰ型容量導電体
層１０を形成しである。このＰ型容量導電体層１ｏはＮ
型拡散層２に接合容量を持たせる為のもので表面に薄く
存在するだけで十分効果があシ、厚い層を形成すると可
視光の短波長側の感度が低下するので望ましくない。Ｐ
型容量導電体１ｉ１１０と光燵蔽用アルミニウム層９と
はコンタクトを通じて接続を行う。
素子の平面図で、第４図は第３図のＢ−Ｂ’にそった断
面図である。各図面の番号は第１図、第２図のものと共
通である。光電変換領域のＮ型拡散層２の上にはボロン
のイオンインプランテーシ、ンによし表面よシ２０００
オングストローム程度の厚さに形成したＰ型容量導電体
層１０を形成しである。このＰ型容量導電体層１ｏはＮ
型拡散層２に接合容量を持たせる為のもので表面に薄く
存在するだけで十分効果があシ、厚い層を形成すると可
視光の短波長側の感度が低下するので望ましくない。Ｐ
型容量導電体１ｉ１１０と光燵蔽用アルミニウム層９と
はコンタクトを通じて接続を行う。
Ｐ型容量導電体層１０の形成前に選択エツチングにより
絶縁酸化膜８に穴をあけボロンの選択拡散により高濃度
のＰ型溝亀体層１１を形成しておき、その後Ｐ型容量導
電体層１０を形成し、光遮蔽用アルミニウム層９を蒸着
し光電変換領域の開口を行う。以上によってＰ型容量導
電体層１ｏと光遮蔽用アルミニウム層９はオーミ、り接
続される。
絶縁酸化膜８に穴をあけボロンの選択拡散により高濃度
のＰ型溝亀体層１１を形成しておき、その後Ｐ型容量導
電体層１０を形成し、光遮蔽用アルミニウム層９を蒸着
し光電変換領域の開口を行う。以上によってＰ型容量導
電体層１ｏと光遮蔽用アルミニウム層９はオーミ、り接
続される。
又Ｐ型溝を体層１１によりアルミニウム層９のＮ型拡散
層２へのつき抜けは防止できる。上記コンタクト領域は
光遮蔽用アルミニウム層９とＰ型容量導電体層１０を電
気的に接続する為のものであって、多少の光電変換面積
の減少を伴うので面積は小さい方が望ましく、３ミクロ
ン角もあれは十分である。光遮蔽用アルミニウム層９は
Ｐ型半導体基板１に与える定電位又はＮ型拡散層２とＰ
型容量導電体層１０とのなすＰＮ接合を逆バイアスする
マイナスの一定電位に接続しておく。
層２へのつき抜けは防止できる。上記コンタクト領域は
光遮蔽用アルミニウム層９とＰ型容量導電体層１０を電
気的に接続する為のものであって、多少の光電変換面積
の減少を伴うので面積は小さい方が望ましく、３ミクロ
ン角もあれは十分である。光遮蔽用アルミニウム層９は
Ｐ型半導体基板１に与える定電位又はＮ型拡散層２とＰ
型容量導電体層１０とのなすＰＮ接合を逆バイアスする
マイナスの一定電位に接続しておく。
上記構造によると光電変換領域のＮ型拡散層２はＰＷｉ
半導体基板ｌと表面のＰ型容量導電体層１００両方に接
合容量を持つことになる。従ってＮ型拡散層２に蓄積さ
れる電荷量も増加し高出力の固体撮像素子が実現できる
。又光電変換領域のＮ型拡散層２とＰ型容量導電体層１
０との接合で発生した正孔、電子のうち正孔はＰ型容量
導電体層１０に引き抜かれ感度の向上ができる。第５図
は従来品１００と本発明品２００の露光量と出力電圧と
の関係である。
半導体基板ｌと表面のＰ型容量導電体層１００両方に接
合容量を持つことになる。従ってＮ型拡散層２に蓄積さ
れる電荷量も増加し高出力の固体撮像素子が実現できる
。又光電変換領域のＮ型拡散層２とＰ型容量導電体層１
０との接合で発生した正孔、電子のうち正孔はＰ型容量
導電体層１０に引き抜かれ感度の向上ができる。第５図
は従来品１００と本発明品２００の露光量と出力電圧と
の関係である。
本発明の一実施例は２次元固体撮像素子の例で示したが
、１次元固体撮像素子に関しても適用できることは明白
である。
、１次元固体撮像素子に関しても適用できることは明白
である。
第１図は従来の固体撮像素子の平面図で、第２図は第１
図のＡ−Ａ’にそったそった断面図である。 第３図は本発明を適用した固体撮像素子の実施例の平面
図で、第４図は第３図のＢ−Ｂ’にそりた断面図である
。 第５図は露光量と出力電圧の関係を示すグラフである。 １・・・・・・Ｐ型半導体基板、２．３・・・・・・Ｎ
型拡散層、４．１０．１１・・・・・・Ｐ型拡散層、５
．６．７・・・・・・ポリシリコン電極、８・・・・・
・絶縁酸化膜、９・・・・・・アルミシールド。 秦１面
図のＡ−Ａ’にそったそった断面図である。 第３図は本発明を適用した固体撮像素子の実施例の平面
図で、第４図は第３図のＢ−Ｂ’にそりた断面図である
。 第５図は露光量と出力電圧の関係を示すグラフである。 １・・・・・・Ｐ型半導体基板、２．３・・・・・・Ｎ
型拡散層、４．１０．１１・・・・・・Ｐ型拡散層、５
．６．７・・・・・・ポリシリコン電極、８・・・・・
・絶縁酸化膜、９・・・・・・アルミシールド。 秦１面
Claims (1)
- 半導体基板上に光電変換部を有し、該光電変換部で変換
された電荷を電気信号として取り出す手段を有する固体
撮像素子において、該光電変換部は一導電型の導電体層
の上に他の導電型の導電体層で形成され、該他の導電型
の導電体層の上には前記−導電型の容量導電体層が形成
され、該容量導電体層には所定の電位が与えられている
ことを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56165333A JPS5866471A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56165333A JPS5866471A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866471A true JPS5866471A (ja) | 1983-04-20 |
Family
ID=15810335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56165333A Pending JPS5866471A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866471A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62206878A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-11 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPS63142859A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPH01152663A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JPH06244400A (ja) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP56165333A patent/JPS5866471A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62206878A (ja) * | 1986-03-07 | 1987-09-11 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
| JPS63142859A (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPH01152663A (ja) * | 1987-12-09 | 1989-06-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子 |
| JPH06244400A (ja) * | 1993-02-15 | 1994-09-02 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
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