JPS60115260A - 固体撮像装置とその使用方法 - Google Patents

固体撮像装置とその使用方法

Info

Publication number
JPS60115260A
JPS60115260A JP58223706A JP22370683A JPS60115260A JP S60115260 A JPS60115260 A JP S60115260A JP 58223706 A JP58223706 A JP 58223706A JP 22370683 A JP22370683 A JP 22370683A JP S60115260 A JPS60115260 A JP S60115260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor substrate
section
type
peripheral circuit
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
Application number
JP58223706A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadahiro Mito
忠浩 見渡
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP58223706A priority Critical patent/JPS60115260A/ja
Publication of JPS60115260A publication Critical patent/JPS60115260A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14887Blooming suppression

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換部、信号読出し部、信号転送部、周辺
回路を有する固体撮像装置とその使用方法に関する。
固体撮像装置は、軽量低消費電力高信頼性を柱に急速に
発展し、現在使用されている撮像管にとって変わるグと
している。固体撮像装置には、電荷転送装置を用いたも
のや、MQS型撮型鉄像装置シ、電荷転送装置を用いた
ものにはインターライン転送方式とフレーム転送方式が
あるが、いずれにしても、光電変換部、信号読出し及び
転送部、周辺回路部から成っている。
こうした固体撮像装置は、撮像管に比べて雑音残像、焼
付き等では優れているが、ブルーミング、スミアといっ
た固体撮像装置特有の欠点があシ、これをいかに抑圧あ
るいは除去するかが重要な問題となっている。
プルーミング、スミアの対策としては、例えばn型(又
はp型)基板の表面にp fjJi (又は11型)領
域を形成する方法がある。これを図面を用いて説明する
第1図(a)、 (b)は従来の電荷転送装置を用いた
インターラづノ転送方式の固体撮像装置の一例の要部の
平面図及びI−I’−断面図である。
第1図(aL (b)において、Aは光電変換部、Bは
信号読出し及び信号転送部、Cは周辺回路部でおる。ま
た1はn型半導体基板、2及び2′はP型領域3. 4
. 5. 6はn型領域であシ、光電変換部Aにおいて
、n型領域3とP型領域2はフォトダイオードを形成し
ている。光電変換部Aに入射した光は、光量に応じて電
荷を発生蓄積し、蓄積された電荷は、トランスファゲー
ト7を介して、n型領域4とpm領域2で形成したシフ
トレジスタの埋込チャンネルに読出される。このような
電荷転送装置においては、光電変換部人に強い光が入射
した場合、トランスファゲート7に加わる電圧がオフの
状態にもかかわらず、光電変換部からシフトレジスタに
電荷があふれ出すブルーミング現象や光電変換部Aで発
生した電荷がn型領域3とP型領域2′で形成されるフ
ォトダイオード以外の例えばシフトレジスタ又は隣接し
たフォトダイオードに漏れ込むスミア現象を抑制するこ
とができる。
第2図(a)、 (b)は第1図(b)に示す固体撮像
装置のト」′線及びI−1’線に沿う電位の分布曲線図
である。
今、n型半導体基板1とn型領域2との間に逆バイアス
をかけると、I−I’線上の電位分布は第2図(a)の
曲線21のようになる。光電変換部人に光を入射させる
と、光量に応じて信号電荷は蓄積され、電位分布は変動
し、ついには曲線22に示されるような電位分布を示す
ようになる。さらに光量が増すと、発生した信号電荷は
、半導体基板1に掃出されるためプルーミング現象は抑
制される。また、光電変換部hop型領域2′、信号読
出し及び信号転送部TJop型領域2が形成されている
ため、光電変換部人の深部(n型領域2又はn型半導体
基板1)で発生した電荷が、n型領域2とn型領域3で
形成されるフォトダイオード以外のn型領域4とn型領
域2で形成される埋込みチャンネルや隣接している他の
フォトダイオードに漏れ込みにくくなるのでスミア現象
は、大幅に低減できる。この時、当然、基板1とn型領
域2のバイアス電圧、n型領域2及び2′の不純物濃度
及び幅を適切に設定し、埋込みチャンネル4とn型領域
2及びn型領域2−と基板1が順方向にならないように
しなければならない。
ところが、こうして調整したn型領域2上に周辺MO8
)ランジスタを形成した時、トランジスタのドレインと
なるn型領域5に加わる電圧によっては、第2図(b)
の電位分布曲線23に示すように、n型領域2が完全に
空乏化してしまう。こうした状態では、ドレイン電圧が
多少シフトすると基板1とn型領域(ドレイン)50間
にパンチスルー電流が流れてしまう。また、p減領域形
成の製造上のバラツキのため、曲線24のような電位分
布を示し、常に基板1とn型領域(ドレイン)5の間に
電流が流れる場合もあシうる。このため周辺回路のトラ
ンジスタのドレイン部に加わる電圧には大きな制約があ
るという欠点があった。
本発明は、上記欠点を除去し、周辺回路部のMOS)ラ
ンジスタのドレインに加わる電圧によシ半導体基板とド
レインの間にノくンチスルー電流が流れるということが
なく、シかもブルーミング、スミア現衆を低減した固体
撮像装置とその使用方法を提供するものである。
本発明の固体撮像装置は、−導電型半導体基板の表面層
に該半導体基板の一導電型領域によυ電気的に分離され
た反対導電型の第1領域と第2領域とを設け、前記第1
領域に光電変換部、信号読出し部及び信号転送部を設け
、前記第2領域に@記第1領域に形成した各部以外の周
辺回路部を設けることによシ構成される。
本発明の固体撮像装置の使用方法は、−導電型半導体基
板の表面層に該半導体基板の−導電型領域にJニジ電気
的に分離された反対導電型の第1領域と第2領域とを設
け、前記第1領域に光電変換部、信号読出し部及び信号
転送部を設け、前記第2領域に前記第1領域に形成した
各部以外の周辺回路部を設けた固体撮像装置の前記第1
領域と前記半導体基板との間に印加する逆バイアス電圧
と、前記第2領域と前記半導体基板との間に印加する逆
バイアス電圧とを異ならしめることにょシ構成される。
 − 次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
第3図は本発明の固体撮像装置の一実施例の断面図であ
る。
この実施例は、−導電型としてn型を選んである。n型
半導体基板1の表面層にこの半導体基板のn型領域1a
によシミ気的に分離されたp型の第1領域2aと第2領
域2bとを設け、第1領域2aに光電変換部A、信号読
出し部及び信号転送部Bを設け、第2領域2bK第1領
域2aに形成した各部以外の周辺回路部Cを設けること
にょシ構成される。それ以外は第1図(a)、 (b)
に示した従来例と同じである。
この実施例の固体撮像装置は次のようにして製造される
第4図(a)、 (b)は第3図に示す一実施例の製造
方法を説明するための工程順に示した断面図である。
まず、第4図(a)に示すように、n型半導体10表面
にマスクを設けてp型不純物をイオン注入するイオン注
入法を2回行って半導体基板のN型、領域1aによって
電気的に分離された二つのP型領域2a、2bを形成す
る。このとき、n型領域1aが半導体基板表面に露出す
るようにする。
次に、第4図(b)に示すように、表面に窒化膜17を
設け、ホトレジストのマスク18を形成し、窒化膜17
を選択除去する。そしてホウ素をイオン注入してp型チ
ャンネルストップ14を形成する。
次に、第4図(C)に示すように、マスク18を除去し
、窒化膜17を耐酸化性マスクとして酸化してフィール
ド酸化膜15を形成し、窒化膜を除去する。以下、通常
の方法によシ第3図に示す構造を製造することができる
次に、本発明の固体撮像装置の使用方法について説明す
る。
第3図に示した実施例において、第1領域2aと半導体
基板1との間に印加する逆バイアス電圧と、第2領域2
bと半導本基板lとの間に印加する逆バイアス電圧とを
異ならしめる。これが本発明の固体撮像装置の使用方法
である。
第1′ml域2aと半導体基板1との間の逆バイアス電
圧は、第1図(b)及び第2図(ab (blを用いて
説明した原理に基づいて、プルーミングやスミア現象が
大幅に低減されるように印加する。即ち、光電変換部A
の深部で発生した’fL イlurがn型領域4とp型
領域2で形成される埋込みチャンネルや隣接している他
のフォトダイオードに漏れ込みにくくなるように印加す
る。これによシブルーミングやスミア現象を大幅に低紙
できる。
一力、周辺回路部COp型領域2bは半導体基板のn型
領域1aによって分離されているので、p型領域2bの
電位は、周辺回路部Cの拡散層に加わる電圧に応じてバ
ンチスルーしないように適当に選ぶことができる。さら
に、周辺回路部CのP領域域2bの不純物濃度はp型領
域2′a及び加の不純物濃度と異なるように選ぶことも
可能で、そうすれば、周辺回路部COp型領域2bに加
えるバイアス電圧を調整することによシ周辺回路の設計
の自由度は増大する。
上記実施例の説明は、電荷転送装置を用いた固体撮像装
置の周辺回路部のうちの出力増幅部について行なったが
、本発明は、他の周辺回路例えば、入力保護回路、クロ
ックドライバー回路、シフトレジスター回路に対しても
適用できるものである。
また、実施例ではnチャンネル型半導体装置について説
明したが、各領域の導電型を反対にすることでpチャン
ネル型半導体装置に適用できるととは言うまでもない。
以上詳細に説明したように、本発明は、光電変換部、信
号読出し部、信号転送部の反対導電型領域と周辺回路部
の反対導電型領域を半導体基板の一導電型領域で電気的
に分離し、半導体基板との間の逆バイアス電圧を異なら
しめることができるようにしたので、周辺回路部のMO
Sトランジスタのパンチスルーをなくシ、シかもブルー
ミング、スミア現象を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (b)は従来の電荷転送装置を用いた
インターライン転送方式の固体撮像装置の一例の要−1
部の平面図及び断面図、第2図(a)、 (b)は第1
図(b)に示す固体撮像装置のト」′線及びI−1’線
に沿う電荷の分布曲線図、第3図は本発明の固体撮像装
置の一実施例の断面図、第4図(a)〜(C)は第3図
に示す一実施例の製造方法を説明するための工程順に示
した断面図である。 1・・・・・・n型半導体基板、1a・・・・・・n型
領域、2゜2’、2a、2’a、2b・・・・−・1)
型領域、3. 4. 5゜6・・・・・・n型領域、7
,8・・・・・・ゲート、14・・・・・・チャンネル
ストッパ、15・・・・・・フィールド酸化膜、16・
・・・・・酸化膜、17・・・・・・窒化膜、18・・
・・・・マスク、A・・・・・・光電変換部、B・・・
・・・信号読出し及び信号転送部、C・・・・・・周辺
回路部。 第 1図 第4図 手続補正書(方式) 1 特許庁長官 殿 1、事件の表示 昭和58年 特許 願第223706
号2、発明の名称 固体撮像装置とその使用方法3、補
正をする者 事件との関係 出 願 人 東京都港区芝五丁目33番1号 4、代理人 i、補正の対象 図面 補正の内容 第1図を別紙の通シ補正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、−導電型半導体基板の表面層に該半導体基板の一導
    電型領域により電気的に分離された反対導電型の第1領
    域と第2領域とを設け、前記第1領域に光電変換部、信
    号読出し部及び信号転送部を設け、前記第2領域に的記
    第1領域に形成した各部以外の周辺回路部を設けたこと
    を特徴とする固体撮像装置。 2、−導電型半導体基板の表面層に該半導体基板の一導
    電型領域に−より電気的に分離された反対導電型の第1
    領域と第2領域とを設け、前記第1領域に光電変換部、
    信号読出し部及び信号転送部を設け、鉤記第2領域に岐
    記第1領域に形成した各部以外の周辺回路部を設けた固
    体撮像装置の前記第1領域と前記半導体基板との間に印
    加する逆バイアス電圧と、岐記第2領域と前記半導体基
    板との間に印加する逆バイアス電圧とを異ならしめるこ
    とを特徴とする固体撮像装置の使用方法。
JP58223706A 1983-11-28 1983-11-28 固体撮像装置とその使用方法 Pending JPS60115260A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58223706A JPS60115260A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 固体撮像装置とその使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58223706A JPS60115260A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 固体撮像装置とその使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60115260A true JPS60115260A (ja) 1985-06-21

Family

ID=16802381

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58223706A Pending JPS60115260A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 固体撮像装置とその使用方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60115260A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63144563A (ja) * 1986-12-09 1988-06-16 Toshiba Corp インライン型マルチチップリニアイメージセンサ用チップ
JPH0465874A (ja) * 1990-07-06 1992-03-02 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置
US6778213B1 (en) 1998-04-03 2004-08-17 Nec Electronics Corp. Active X-Y addressable type solid-state image sensor and method of operating the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5427311A (en) * 1977-08-01 1979-03-01 Hitachi Ltd Solid state pickup element

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5427311A (en) * 1977-08-01 1979-03-01 Hitachi Ltd Solid state pickup element

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63144563A (ja) * 1986-12-09 1988-06-16 Toshiba Corp インライン型マルチチップリニアイメージセンサ用チップ
JPH0436583B2 (ja) * 1986-12-09 1992-06-16 Tokyo Shibaura Electric Co
JPH0465874A (ja) * 1990-07-06 1992-03-02 Fuji Photo Film Co Ltd 固体撮像装置
US6778213B1 (en) 1998-04-03 2004-08-17 Nec Electronics Corp. Active X-Y addressable type solid-state image sensor and method of operating the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3096452B2 (ja) 相補能動画素センサ・セルおよびその形成方法
US7705373B2 (en) Solid state image pickup device and manufacturing method therefor
US5192990A (en) Output circuit for image sensor
JP3584196B2 (ja) 受光素子及びそれを有する光電変換装置
US5338691A (en) Method of making a photodiode with reduced junction area
US4814848A (en) Solid-state imaging device
US7633042B2 (en) Pixel sensor cell having a pinning layer surrounding collection well regions for collecting electrons and holes
JPS5917581B2 (ja) 固体撮像装置
JP3125303B2 (ja) 固体撮像素子
JP2002043557A (ja) 固体撮像素子を有する半導体装置およびその製造方法
JP2004312039A (ja) 光電変換素子
EP0282557B1 (en) Output circuit for image sensor
JPS60115260A (ja) 固体撮像装置とその使用方法
JP3621273B2 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
US6759700B2 (en) Optical sensor and manufacturing method of the same
JP3240828B2 (ja) Mosトランジスタ構造およびこれを用いた電荷転送装置
JPH0438872A (ja) 固体撮像素子
JPH06334166A (ja) 固体撮像装置
JP3247163B2 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
JPS5917585B2 (ja) 固体撮像装置
JP2792219B2 (ja) フォトダイオードを備えた半導体装置及びその製造方法
JPH0436582B2 (ja)
JPS6327057A (ja) 固体撮像装置
JPH0614544B2 (ja) 固体撮像装置の製造方法
JPH0480541B2 (ja)