JPS5946155B2 - solid state imaging device - Google Patents

solid state imaging device

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Publication number
JPS5946155B2
JPS5946155B2 JP51078533A JP7853376A JPS5946155B2 JP S5946155 B2 JPS5946155 B2 JP S5946155B2 JP 51078533 A JP51078533 A JP 51078533A JP 7853376 A JP7853376 A JP 7853376A JP S5946155 B2 JPS5946155 B2 JP S5946155B2
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JP
Japan
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light receiving
section
shift register
light
receiving section
Prior art date
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Expired
Application number
JP51078533A
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Japanese (ja)
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JPS534417A (en
Inventor
静夫 岡田
靖夫 狩野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP51078533A priority Critical patent/JPS5946155B2/en
Publication of JPS534417A publication Critical patent/JPS534417A/en
Publication of JPS5946155B2 publication Critical patent/JPS5946155B2/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体撮像装置、特にインターラインシフト方式
による固体撮像装置に係わる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a solid-state imaging device, particularly to a solid-state imaging device using an interline shift method.

インターラインシフト方式による固体撮像装置は、その
原理的構成を第1図に示すように、共通の半導体基体上
に夫々絵素となる複数の受光部1が行(水平)方向及び
列(垂直)方向に配列され、各列の受光部1の一側には
、CCD(チヤージカプルドデバイス:電荷結合素子)
構造を有する垂直シフトレジスタ2が配置され、各シフ
トレジスタ2の一端には同様にCCD構成を有する共通
の水平シフトレジスタ3が設けられる。
As shown in FIG. 1, the basic structure of a solid-state imaging device using an interline shift method is such that a plurality of light receiving sections 1, each serving as a picture element, are arranged on a common semiconductor substrate in a row (horizontal) direction and a column (vertical) direction. A CCD (charge coupled device) is arranged on one side of the light receiving section 1 of each row.
A vertical shift register 2 having a structure is arranged, and one end of each shift register 2 is provided with a common horizontal shift register 3 having a CCD structure as well.

垂直シフトレジスタ2は、これに隣り合う各受光部1に
対応して設けられた転送部を有し、各受光部1にその受
光量に応じて生じた少数キャリアを、夫々各垂直ライン
毎に、対応する垂直シフトレジスタ2の対応する転送部
に転送し、そして、これら各シフトレジスタ2において
各転送部の電荷を水平シフトレジスタ3へとシフトし、
このシフトレジスタ3の出力端子をより1水平ライン毎
に順次その信号をとり出すようになされている。このよ
うな構成による従来の撮像装置の具体的構造、特に受光
部1及び受光部1の電荷を垂直シフトレジスタ2に転送
する部分の構造を第2図を参照して説明するに、例えば
N形の半導体基体10に受光部1とこれに隣り合つてシ
フトレジスタ2が設けられて成る。
The vertical shift register 2 has a transfer section provided corresponding to each adjacent light receiving section 1, and transfers minority carriers generated in each light receiving section 1 according to the amount of light received for each vertical line. , to the corresponding transfer section of the corresponding vertical shift register 2, and in each of these shift registers 2, shift the charge in each transfer section to the horizontal shift register 3,
The signals are sequentially taken out from the output terminal of the shift register 3 for each horizontal line. The specific structure of a conventional imaging device with such a configuration, in particular the structure of the light receiving section 1 and the portion that transfers the charge of the light receiving section 1 to the vertical shift register 2, will be described with reference to FIG. A semiconductor substrate 10 is provided with a light receiving section 1 and a shift register 2 adjacent thereto.

受光部1は、基体10上に形成した絶縁層即ちSiO2
層11を介して透明電極より成るセンサー12が被着さ
れてなり、これら受光部1と隣り合つて垂直シフトレジ
スタ2の各転送部が設けられ、これら転送部は基体10
上に設けられた絶縁層11を介してストレージゲート電
極13と、図示しないがこのストレージゲート電極13
下の絶縁層11とその厚味を異にする絶縁層を介してト
ランスファーゲート電極が被着されて構成される。そし
て、受光部1とシフトレジスタ2の間には同様に絶縁層
11を介してゲート電極14が設けられる。15は基本
体10と同導電形を有するも、これより高濃度の領域に
よつて形成されたチャンネルストッパー領域、16は受
光部12以外の部分に形成された遮光層を示す。
The light receiving section 1 is made of an insulating layer, that is, SiO2, formed on the base 10.
A sensor 12 made of a transparent electrode is attached via a layer 11, and transfer sections of the vertical shift register 2 are provided adjacent to the light receiving sections 1, and these transfer sections are connected to the base 10.
The storage gate electrode 13 is connected to the storage gate electrode 13 via the insulating layer 11 provided above, and this storage gate electrode 13 is connected to the storage gate electrode 13 through the insulating layer 11 provided above.
A transfer gate electrode is formed by depositing the lower insulating layer 11 and insulating layers having different thicknesses. Similarly, a gate electrode 14 is provided between the light receiving section 1 and the shift register 2 with an insulating layer 11 interposed therebetween. Reference numeral 15 indicates a channel stopper region formed of a region having the same conductivity type as the basic body 10 but with a higher concentration than the basic body 10, and 16 indicates a light shielding layer formed in a portion other than the light receiving portion 12.

このような構成による撮像装置に於て、受光部1に入射
する光に応じたキャリアをゲート電極14に与えるゲー
ト電圧によつてシフトレジスタ2の各転送部に転送して
、これを垂直方向にシフトして行くものであるが、この
場合の動作を説明するに、今、ストレージゲート電極1
3に負の所定電圧φ,が与えられ、また受光部1の透明
電極即ち光情報蓄積電極12に所定の負の電圧Vsが与
えられるも、ゲート電極14に電圧を与えざる状態に於
ては、その基体10の表面に於けるポテンシヤルは破線
17に示す如くなる。
In an imaging device having such a configuration, carriers corresponding to light incident on the light receiving section 1 are transferred to each transfer section of the shift register 2 by a gate voltage applied to the gate electrode 14, and are transferred in the vertical direction. To explain the operation in this case, the storage gate electrode 1
3 is applied with a predetermined negative voltage φ, and a predetermined negative voltage Vs is applied to the transparent electrode of the light receiving section 1, that is, the optical information storage electrode 12, but when no voltage is applied to the gate electrode 14, , the potential on the surface of the substrate 10 is as shown by the broken line 17.

この状態に於て、受光部1に光が入射すると、ポテンシ
ヤル17の井戸に電荷が蓄積され、ここに於けるポテン
シヤルが上つて来るがゲート電極14下にポテンシヤル
のバリア17aが生じているのでこれがシフトレジスタ
2の転送部へと流れることはない。この伏態から次に、
ゲート電極14に所定の負の電圧Vtを与えると、その
バリア17aが同図鎖線17′に示すように低下し、受
光部1に蓄えられていた電荷が、シフトレジスタ2の転
送部へと転送される。このようにシフトレジスタ2のス
トレージゲート電極13下に転送された電荷は、図示し
ないが2相又は3相の垂直シフトレジスタに2相又は3
相のクロツクパルスを与えることによつて垂直方向即ち
、第2図に於て、紙面と直交する方向にこの電荷がシフ
トされて、第1図に説明した水平シフトレジスタ3へと
転送されるものである。ところで、従来のこの種固体撮
像装置に於ては、受光部1の全面にわたつて透明電極な
どによる光情報蓄積電極12が存在することによつて、
その受光はこの電極12を通じて行なわれることになり
、これがために受光感度が低下するという欠点がある。
In this state, when light enters the light receiving section 1, charges are accumulated in the well of the potential 17, and the potential here rises, but this is prevented because a potential barrier 17a is formed under the gate electrode 14. It does not flow to the transfer section of the shift register 2. From this hypocrisy, next
When a predetermined negative voltage Vt is applied to the gate electrode 14, the barrier 17a is lowered as shown by the chain line 17' in the figure, and the charge stored in the light receiving section 1 is transferred to the transfer section of the shift register 2. be done. The charges transferred under the storage gate electrode 13 of the shift register 2 are transferred to a two-phase or three-phase vertical shift register (not shown).
By applying phase clock pulses, this charge is shifted in the vertical direction, that is, in the direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 2, and transferred to the horizontal shift register 3 explained in FIG. be. By the way, in this type of conventional solid-state imaging device, due to the presence of the optical information storage electrode 12 made of a transparent electrode or the like over the entire surface of the light receiving section 1,
The light is received through the electrode 12, which has the disadvantage of reducing the light receiving sensitivity.

又、受光部1に電極12を形成すると共に、受光部1以
外の他部全面に遮光層16を形成しなければならずその
製造工程が著しく煩雑となる欠点がある。本発明は、イ
ンターラインシフト方式による固体撮像装置に於て、上
述した諸欠点を排した新規な固体撮像装置を提供せんと
するものである。
Further, in addition to forming the electrode 12 on the light receiving section 1, the light shielding layer 16 must be formed on the entire surface of the area other than the light receiving section 1, which has the disadvantage that the manufacturing process becomes extremely complicated. The present invention aims to provide a novel solid-state imaging device using the interline shift method, which eliminates the above-mentioned drawbacks.

第3図乃至第7図を参照して、本発明による固体撮像装
置の一例を説明するに、第3図は本発明装置の要部の上
面図で、第4図、第5図、第6図及び第7図は夫々第3
図のA−A線上、B−B線上、C−C線上及びD−D線
上の拡大断面図である。本発明に於ても共通の半導体基
体に第1図について説明したように、受光部と垂直及び
水平の各シフトレジスタを設けるものであるが、特に本
発明の特徴たる受光部と、これに隣り合う例えば垂直シ
フトレジスタとの両者間の連結部のみについて図示し、
且つこれを説明する。
An example of the solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7. FIG. 3 is a top view of the main parts of the device of the present invention, and FIGS. Figures 3 and 7 are respectively
It is an enlarged sectional view on the line AA, the line BB, the line CC, and the line DD in the figure. In the present invention, as explained with reference to FIG. 1, the common semiconductor substrate is provided with a light receiving section and vertical and horizontal shift registers. For example, only the connection between the two and a vertical shift register is illustrated,
And this will be explained.

本発明に於ては、1の導電形例えばN?を有するシリコ
ン半導体基体10上に複数の行及び列に配列した複数の
受光部1を形成し、各垂直ライン(列方向)上の各受光
部1に夫々隣り合つて転送部が形成された垂直シフトレ
ジスタ部2を形成する。
In the present invention, conductivity type 1, for example N? A plurality of light receiving sections 1 are formed on a silicon semiconductor substrate 10 having a plurality of rows and columns, and a transfer section is formed adjacent to each light receiving section 1 on each vertical line (column direction). A shift register section 2 is formed.

垂直シフトレジスタ部2は、これらシフトレジスタ部2
の夫々共通の水平ライン上の転送部に関して夫々共通に
トランスフアーゲート電極20とストレージゲート電極
13とがその電荷のシフト方向(垂直方向)に関して交
互に配列される。ストレージゲート電極13は厚味T,
を有する絶縁層例えばSiO2層11を介して被着され
、隣り合うストレージゲート電極13間に厚味T2を有
する絶縁層11を介してトランスフアーゲート電極20
が被着されて成る。ここに絶縁層11の厚味T,及びT
2は、T,〈T2に選定される。基体10の表面には、
その各受光部1間と、互に対応しない受光部1とシフト
レジスタ部2との間に亘つて、基体10と同導電形で基
体よりも充分高い不純物濃度を有するチヤンネルストツ
パ一領域15を形成する。本例においては互に対応しな
い受光部1とシフトレジスタ部2間に亘る列方向のチャ
ンネルストツパ一領域15Aと各受光部1間のチヤンネ
ルストツパ一領域15Bとを連続して形成する。又、受
光部1とこれに対応するシフトレジスタ部2の転送部と
の間に延在するストレージゲート電極13下にチヤンネ
ルストツパ一領域15の延長部21を形成し、受光部1
とこれに対応するシフトレジスタ部2の各転送部のトラ
ンスフアーゲート電極部下にチヤネルストツパ一領域1
5の延長部21によつて挟まれた受光部1よりの電荷を
シフトレジスタ部2に転送する電荷転送通路22を形成
する。
The vertical shift register section 2 is composed of these shift register sections 2.
Transfer gate electrodes 20 and storage gate electrodes 13 are arranged alternately with respect to the charge shift direction (vertical direction) in common with respect to the transfer sections on the respective common horizontal lines. The storage gate electrode 13 has a thickness of T,
For example, a transfer gate electrode 20 is deposited through an insulating layer 11 having a thickness T2 between adjacent storage gate electrodes 13.
is coated with. Here, the thickness T of the insulating layer 11 and T
2 is selected as T,<T2. On the surface of the base 10,
A channel stopper region 15 having the same conductivity type as the substrate 10 and having a sufficiently higher impurity concentration than the substrate is provided between each of the light receiving sections 1 and between the light receiving section 1 and the shift register section 2 which do not correspond to each other. Form. In this example, a channel stopper region 15A in the column direction extending between the light receiving section 1 and the shift register section 2, which do not correspond to each other, and a channel stopper region 15B between each light receiving section 1 are formed continuously. Further, an extension part 21 of the channel stopper region 15 is formed under the storage gate electrode 13 extending between the light receiving part 1 and the corresponding transfer part of the shift register part 2.
A channel stopper region 1 is provided under the transfer gate electrode of each transfer section of the shift register section 2 corresponding thereto.
A charge transfer path 22 is formed which transfers the charge from the light receiving section 1 to the shift register section 2 sandwiched by the extension section 21 of the light receiving section 5 .

この場合、電荷転送通路22の巾WOはチヤンネルスト
ツパ一領域15のポテンシヤルの影響を受け得る巾に選
定する。そして、本発明に於ては受光部1を、之と対応
するストレージゲート電極13及びトランスフアーゲー
ト電極20の欠除した窓23に対応する部分に形成する
ものであるが、この場合、特にその窓23に対応する基
体10上に絶縁層例えばSiO2層11を被着し、その
窓23の電荷転送通路22から遠い一半部即ちストレー
ジゲート電極の欠除側の窓部23sを残して窓23の通
路22に近い他半部即ちトランスフアーゲート電極20
の欠除側の窓部23t及びシフトレジスタ部2を含む全
面に絶縁層を介して遮光層となり得る金属層25を被着
する。
In this case, the width WO of the charge transfer path 22 is selected to be a width that can be influenced by the potential of the channel stopper region 15. In the present invention, the light receiving section 1 is formed in a portion corresponding to the cutout window 23 of the storage gate electrode 13 and the transfer gate electrode 20, but in this case, in particular, An insulating layer, e.g., a SiO2 layer 11, is deposited on the substrate 10 corresponding to the window 23, and the window 23 is formed by leaving a half of the window 23 far from the charge transfer path 22, that is, a window portion 23s on the side where the storage gate electrode is removed. The other half near the passage 22, that is, the transfer gate electrode 20
A metal layer 25 that can serve as a light-shielding layer is deposited on the entire surface including the window portion 23t and the shift register portion 2 on the side of the cutout through an insulating layer.

そしてその金属層25の被着されない透明絶縁層11の
みが被着された窓部23sを実質的な受光部1即ちキヤ
リア生成部となし、且つ之と隣接する窓部23tを、こ
れの上の金属層25Aを所謂光情報蓄積電極即ちキヤリ
ア蓄積電極としたキヤリア蓄積部として構成する。次に
、上述の本発明による固体撮像装置の構成の理解を容易
にするために、その製法の一例を第8図を参照して説明
しよう。図は第3図のA−A断面に対応する。まず、第
8図Aに示す如く1の導電形のシリコン半導体基体10
を設け、その表面のSiO2膜24を所定パターンに選
択エツチングしてその除去された窓孔を通して基体と同
じ導電形の不純物を拡散してチヤンネルストツパ一領域
15及びその延長部21(図示せず)を形成する(第8
図現次に、チヤンネルストツパ一領域15及び延長部2
1を含む基体10上に所定厚の熱酸化によるSiO2膜
11を形成して後、このSiO2膜11上に多結晶シリ
コン層中にP形若しくはN形の不純物を高濃度をもつて
ドープした低比抵抗シリコン層26を形成する(第8図
C′及びD)。
Then, the window 23s to which only the transparent insulating layer 11 without the metal layer 25 is deposited becomes the substantial light-receiving part 1, that is, the carrier generating part, and the window 23t adjacent thereto is made to be the substantive light receiving part 1, that is, the carrier generating part The metal layer 25A is configured as a carrier storage section with a so-called optical information storage electrode, that is, a carrier storage electrode. Next, in order to facilitate understanding of the structure of the solid-state imaging device according to the present invention described above, an example of its manufacturing method will be explained with reference to FIG. The figure corresponds to the AA cross section in FIG. First, as shown in FIG. 8A, a silicon semiconductor substrate 10 of conductivity type 1 is
The SiO2 film 24 on the surface is selectively etched into a predetermined pattern, and impurities of the same conductivity type as the substrate are diffused through the removed window holes to form the channel stopper region 15 and its extension 21 (not shown). ) to form (8th
Next, the channel stopper area 15 and the extension part 2 are shown.
After forming a SiO2 film 11 of a predetermined thickness by thermal oxidation on a substrate 10 containing 1, a polycrystalline silicon layer doped with a high concentration of P-type or N-type impurities is formed on this SiO2 film 11. A resistivity silicon layer 26 is formed (FIG. 8C' and D).

第8図Eに示す如く、この多結晶シリコン層26にフオ
トエツチングを行い不要部分を除去してこの層26によ
つてストレージゲート電極13を形成する。
As shown in FIG. 8E, this polycrystalline silicon layer 26 is photoetched to remove unnecessary portions, and the storage gate electrode 13 is formed using this layer 26.

このときストレージゲート電極13は第3図で示した欠
除による窓部23sを同時に形成する。次に第8図Fに
示す如く、化学気相成長法、或は熱酸化によつてSiO
2膜11を全面に形成する。
At this time, the storage gate electrode 13 simultaneously forms a window 23s due to the cutout shown in FIG. Next, as shown in FIG. 8F, SiO is grown by chemical vapor deposition or thermal oxidation.
2 film 11 is formed on the entire surface.

次いで、第8図Gに示す如く、このSiO2膜11上に
P形若しくはN形の不純物を高濃度をもつてドープした
多結晶シリコン層27を被着し、この多結晶シリコン層
27にフオトエツチングを施して不要部分を除去してト
ランスフアーゲート電極20を形成する。このときトラ
ンスフア一電極20は第3図で示した欠除による窓部2
3tを同時に形成する(第8図H)。次に、化学的気相
成長法、或は熱酸化によつて全面にSiO2膜11を形
成して後(第8図1)、爾後光情報蓄積電極25Aを形
成すべき窓部23tf)SiO2膜を選択除去して、こ
こに新たに所定厚のSiO2膜11を形成するようにな
す(第8図J)。
Next, as shown in FIG. 8G, a polycrystalline silicon layer 27 doped with P-type or N-type impurities at a high concentration is deposited on this SiO2 film 11, and this polycrystalline silicon layer 27 is photoetched. Transfer gate electrode 20 is formed by removing unnecessary portions. At this time, the transfer electrode 20 has a window portion 2 due to the cutout shown in FIG.
3t is formed at the same time (FIG. 8H). Next, after forming the SiO2 film 11 on the entire surface by chemical vapor deposition or thermal oxidation (FIG. 8 1), the SiO2 film 11 is formed on the window 23tf where the optical information storage electrode 25A is to be formed. is selectively removed, and a new SiO2 film 11 of a predetermined thickness is formed here (FIG. 8J).

然る後、実質的に受光部1となるべき窓部23sを除く
全面にAt等の光を遮えぎる金属層25を被着形成する
Thereafter, a light-blocking metal layer 25 such as At is deposited on the entire surface except for the window portion 23s which is to become the light-receiving portion 1.

次に、上述の構成による本発明装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus of the present invention having the above-described configuration will be explained.

光情報蓄積電極25Aを兼ねる金属層25には第9図A
に符号30で示すような波形の電圧が与えられる。これ
はその受光区間τ8即ち、シフトレジスタ部2で垂直シ
フトを行つている区間に於ては負の所定電圧Vs例えば
、−10Vが与えられ、受光部1よりシフトレジスタ部
2に信号電荷を転送する区間τtにおいては之より小さ
い転送電圧s′例えば−8〜−5Vが与えられるように
する。又、シフトレジスタ部の各転送部上の電極、即ち
互に隣り合うトランスフアーゲート電極20とストレー
ジゲート電極13とを互に接続して、1つ置きの転送部
即ち1つ置きの組のゲート電極20,13VC.夫々2
組のクロツクパルス電圧φ, ,φ2が第9図B及びC
中、符号31及び32に示す如く与えられる。今、受光
区間τ8に於て、光情報蓄積電極25Aへの印加電圧8
が負の電圧例えば−10V与えられ、シフトレジスタ部
2の転送部のトランスフアーゲート電極20とストレー
ジゲート電極13にクロツクパルスφ,例えば負の電圧
−10が与えられた伏態をみると、この時の各部の基体
10の表面に於けるポテンシヤルは、第4図、第5図及
び第6図中、破線33で示すように、光情報蓄積電極2
5Aの直下にポテンシヤルの井戸33aが形成され、チ
ヤンネルストツパ一領域15が存在する部分に於てはポ
テンシヤルの山33bが形成され、さらに受光部1とシ
フトレジスタ部2との間のチヤンネルストツパ一領域1
5が存在しない電荷転送通路22に於てはその両側のチ
ヤンネルストツパ一領域15のポテンシヤルの影響によ
つて第6図破線33の部分33cVC.示す如く、ポテ
ンシヤルの山(バリア)が形成されている。尚、第5図
及び第6図において符号33f及び33gで示す部分は
夫々クロツクパルス電圧φ1又はφ2が与えられて生じ
たポテンシヤルの井戸である。この伏態で今、受光部1
即ち窓部23sに光が入ると、この受光量に応じて少数
キヤリア(ホール)が生成され、この少数キヤリアが−
10Vの電圧が印加されてポテンシヤルの井戸33aが
形成されている光情報蓄積電極25A下に拡散して此処
に蓄積され、このポテンシヤルの井戸33aが上昇して
来る。このようにして受光量に応じて蓄積されたキヤリ
アは次の区間τtにおいてシフトレジスタ部2に転送さ
れる。即ち、この区間τtにおいては、第9図Aに説明
したように光情報蓄積電極25Aには、例えば−8V〜
−5Vの小なる転送電圧が与えられるが、この時、1つ
置きの転送部、即ち1つ置きの組の電極20及び13に
−10Vのクロツクパルス電圧φ,が与えられていると
すると、この時第5図及び第6図に示す如く、このクロ
ツクパルス電圧φ1が与えられているシフトレジスタ部
2の転送部には夫々部分33f,33gに示す如くポテ
ンシヤルの井戸が生じている。従つて、ここで光情報蓄
積電極25Aに与える電圧を小とすると、その電極25
A下における表面ポテンシヤルは第6図破線34に示す
如く持ち上がり、これが電荷転送通路22に於けるポテ
ンシヤル33cより持ち上げられればその電極25A下
の電荷は井戸33aからトランスフアーゲート電極20
下のポテンシヤル井戸33gへ、更にストレージゲート
電極13下のポテンシヤル井戸33fへと転送されて、
ここに蓄積される。尚、区間τtにおいて光情報蓄積電
極25Aに与えるパルスの巾W8はクロツクφ,の巾W
1より小に選定する。このようにして受光部1に生じた
電荷がシフトレジスタ部2に転送された後は、再び光情
報蓄積電極25Aには大なる負の電圧、例えば−10V
が与えられ、受光状態になされると共にシフトレジスタ
の隣り合う組の電極には2相のクロツクパルス電圧φ1
及びφ2が与えられ、これによつて垂直方向へと順次そ
の電荷が転送されて第1図に説明したように水平シフト
レジスタ3へと転送されて行くものである。
The metal layer 25 which also serves as the optical information storage electrode 25A has a structure shown in FIG. 9A.
A voltage having a waveform as shown by reference numeral 30 is applied to. This is because in the light receiving section τ8, that is, the period in which vertical shifting is performed in the shift register section 2, a negative predetermined voltage Vs, for example, -10V is applied, and the signal charge is transferred from the light receiving section 1 to the shift register section 2. In the interval τt, a smaller transfer voltage s', for example, -8 to -5V is applied. Further, the electrodes on each transfer section of the shift register section, that is, the mutually adjacent transfer gate electrodes 20 and storage gate electrodes 13, are connected to each other to form every other transfer section, that is, every other set of gates. Electrode 20, 13VC. 2 each
The clock pulse voltages φ, , φ2 of the set are shown in FIG. 9B and C.
In the middle, the numbers 31 and 32 are given as shown. Now, in the light receiving period τ8, the voltage 8 applied to the optical information storage electrode 25A is
is applied with a negative voltage of, for example, -10V, and a clock pulse φ, for example, with a negative voltage of -10V, is applied to the transfer gate electrode 20 and storage gate electrode 13 of the transfer section of the shift register section 2. The potential on the surface of the base 10 in each part of the optical information storage electrode 2 is as shown by the broken line 33 in FIGS. 4, 5, and 6.
A potential well 33a is formed directly below the channel stopper region 15, and a potential peak 33b is formed in the area where the channel stopper region 15 is present. One area 1
5 in the charge transfer path 22, the portion 33cVC.5 shown by the broken line 33 in FIG. As shown, a potential mountain (barrier) is formed. In FIGS. 5 and 6, portions 33f and 33g are potential wells generated by applying the clock pulse voltage φ1 or φ2, respectively. Now in this prone position, light receiving section 1
That is, when light enters the window portion 23s, minority carriers (holes) are generated according to the amount of received light, and these minority carriers -
A voltage of 10 V is applied, and the light is diffused and accumulated under the optical information storage electrode 25A where a potential well 33a is formed, and this potential well 33a rises. The carriers thus accumulated according to the amount of received light are transferred to the shift register section 2 in the next section τt. That is, in this interval τt, as explained in FIG. 9A, the optical information storage electrode 25A has a voltage of -8V to
A small transfer voltage of -5V is applied, but at this time, if a clock pulse voltage φ of -10V is applied to every other transfer section, that is, every other set of electrodes 20 and 13. As shown in FIGS. 5 and 6, potential wells are generated in the transfer section of the shift register section 2 to which this clock pulse voltage .phi.1 is applied, as shown in sections 33f and 33g, respectively. Therefore, if the voltage applied to the optical information storage electrode 25A is made small here, the electrode 25A
The surface potential under A rises as shown by the broken line 34 in FIG.
It is transferred to the potential well 33g below and further to the potential well 33f below the storage gate electrode 13.
will be accumulated here. Note that the width W8 of the pulse applied to the optical information storage electrode 25A in the interval τt is the width W of the clock φ,
Select less than 1. After the charge generated in the light receiving section 1 is transferred to the shift register section 2, a large negative voltage, for example -10V, is applied to the optical information storage electrode 25A again.
is applied to the light receiving state, and a two-phase clock pulse voltage φ1 is applied to adjacent sets of electrodes of the shift register.
and φ2 are given, whereby the charges are sequentially transferred in the vertical direction and transferred to the horizontal shift register 3 as explained in FIG.

そして、次の区間τtにおいてはシフトレジスタ部2の
他の1つ置きの転送部の電極20,13にクロツクパル
ス電圧φ2が与えられて、光情報蓄積電極25Aに−8
V〜−5Vの転送電圧Vs/が与えられるようにして、
この1つ置きの水平ラインに関して受光部からキヤリア
が転送されるようにして、次の区間τ8でこのキヤリア
を垂直方向にシフトして順次1つ置きの水平ラインの信
号を読み出して行く。
Then, in the next interval τt, the clock pulse voltage φ2 is applied to the electrodes 20 and 13 of every other transfer section of the shift register section 2, and the -8
By applying a transfer voltage Vs/ of V to -5V,
Carriers are transferred from the light receiving unit for every other horizontal line, and in the next section τ8, the carriers are shifted in the vertical direction to sequentially read out the signals of every other horizontal line.

上述した本発明構成によれば、実質的に受光をなす窓部
23sに於ては従来の透明電極の如き光情報蓄積電極が
存在しないので、この電極によつて受光感度が低下した
り損われることがない。
According to the above-described configuration of the present invention, since there is no optical information storage electrode such as a conventional transparent electrode in the window portion 23s that substantially receives light, this electrode reduces or impairs the light receiving sensitivity. Never.

又、受光部1に於て成生されたキヤリアの蓄積部の電極
即ち光情報蓄積電極25Aと遮光層25Bとが共通の金
属層25にて同時形成できるので、この種固体撮像装置
の製造工程を簡略化することができる。さらに、受光部
1とこれに対応するシフトレジスタ部2との間には受光
部1よりの電荷を転送するための電極を特設することな
く、その転送を行うようにしたので構造が簡潔化され、
しかもその場合に於て電荷転送通路22から距離的に近
い方に光情報蓄積電極25Aを形成し、遠い方に実質的
な受光部1を形成するようにしているので受尤部1から
シフトレジスタ部2への電荷転送が良好に行える。尚、
上述した例に於ては2相クロツク形の構成とした場合に
ついて説明したが、3相クロツク形の構成とすることも
できる。
Furthermore, since the electrode of the carrier accumulation section generated in the light receiving section 1, that is, the optical information storage electrode 25A and the light shielding layer 25B can be formed simultaneously using the common metal layer 25, the manufacturing process of this type of solid-state imaging device can be simplified. can be simplified. Furthermore, the structure is simplified because the charge transfer from the light receiving section 1 is carried out without the need to provide a special electrode between the light receiving section 1 and the corresponding shift register section 2. ,
Moreover, in that case, the optical information storage electrode 25A is formed nearer to the charge transfer path 22, and the substantial light receiving section 1 is formed further away, so that the shift register can be connected from the receiving section 1. Charge transfer to portion 2 can be performed satisfactorily. still,
In the above example, a two-phase clock type configuration has been described, but a three-phase clock type configuration is also possible.

又、上例では2次元的の固体撮像装置に適用した場合で
あるが1垂直ラインの所謂1次元的の固体撮像装置にも
適用できる。
Further, although the above example is applied to a two-dimensional solid-state imaging device, it can also be applied to a so-called one-dimensional solid-state imaging device with one vertical line.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はインターラインシフト方式の固体撮像装置の原
理的構成図、第2図はその要部の断面図、第3図は本発
明による固体撮像装置の要部の上面図、第4図、第5図
、第6図及び第T図は夫々第3図のA−A線上の拡大断
面図,B−B線上の拡大断面図、C−C線上の拡大断面
図及びD−D線上の拡大断面図、第8図は本発明装置の
製法の一例を示す工程順の断面図、第9図は本発明装置
の動作の説明に供する図である。 1は受光部、2はシフトレジスタ部、3は水平シフトレ
ジスタ部、11は絶縁層、13はストレージゲート電極
、15はチヤンネルストツパ一領域、20はトランスフ
アーゲート電極、23は窓、25は金属層、25Aは光
情報蓄積電極、 25B は遮光層である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an interline shift type solid-state imaging device, FIG. 2 is a sectional view of the main parts thereof, FIG. 3 is a top view of the main parts of the solid-state imaging device according to the present invention, and FIG. Figures 5, 6, and T are an enlarged cross-sectional view taken along the line A-A, an enlarged cross-sectional view taken along the line B-B, an enlarged cross-sectional view taken along the line C-C, and an enlarged view taken along the line D-D in Figure 3, respectively. 8 is a cross-sectional view showing an example of the manufacturing method of the device of the present invention in the order of steps, and FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the device of the present invention. 1 is a light receiving part, 2 is a shift register part, 3 is a horizontal shift register part, 11 is an insulating layer, 13 is a storage gate electrode, 15 is a channel stopper region, 20 is a transfer gate electrode, 23 is a window, and 25 is a 25A is a metal layer, an optical information storage electrode, and 25B is a light shielding layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 トランスファーゲート電極及びストレージ電極が交
互に配されたシフトレジスタ部と、受光部を有し、上記
受光部の一部でキャリア生成部が、受光部の他部でキャ
リア蓄積電極を有したキャリア蓄積部が夫々構成され、
上記受光部以外の上記シフトレジスタ部を含む他部全域
上には絶縁層を介して遮光層が配され、上記キャリア蓄
積電極と上記遮光層とが共通の金属層で一体に形成され
て成る固体撮像装置。
1. A carrier storage device having a shift register section in which transfer gate electrodes and storage electrodes are arranged alternately, and a light receiving section, a carrier generation section in a part of the light receiving section and a carrier storage electrode in the other part of the light receiving section. Each department is composed of
A light-shielding layer is disposed on the entire area other than the light-receiving part, including the shift register part, with an insulating layer interposed therebetween, and the carrier storage electrode and the light-shielding layer are integrally formed of a common metal layer. Imaging device.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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