JPS60167477A - Photosensor - Google Patents

Photosensor

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Publication number
JPS60167477A
JPS60167477A JP59021643A JP2164384A JPS60167477A JP S60167477 A JPS60167477 A JP S60167477A JP 59021643 A JP59021643 A JP 59021643A JP 2164384 A JP2164384 A JP 2164384A JP S60167477 A JPS60167477 A JP S60167477A
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JP
Japan
Prior art keywords
photodiode
photo diode
region
regions
light shielding
Prior art date
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Pending
Application number
JP59021643A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Inoue
清 井上
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS60167477A publication Critical patent/JPS60167477A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01L27/14831Area CCD imagers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the yield without drop of the resolution in the aperture width direction by a method wherein each photo diode element is split into a plurality of photo diode regions, so as to be used by selecting a region of least ununiformity from among the photo diode regions corresponding to the same split section. CONSTITUTION:Each photo diode element 10 is split into a plurality of photo diode regions 11: this photo diode region 11 is an N<+> type diffused layer produced by ion implantation of e.g. phosphorus. The N<+> type diffused layer of respective photo diode elements 10 are alternately coupled with a photo gate, a transfer gate, and a CCD region in the vertical directions of the figure. The first line is the photo diode region 11 opened between light shielding films 15 and 13, the second is the photo diode region 11 opened between light shielding films 13 and 14, and the third is the photo diode region 11 opened between light shielding films 14 and 16. Therefore, the line of least non-uniformity can be used.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明はフォトセンサに関し、詳しくはフォトセンサの
受光部に適用して有効な技術に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a photosensor, and specifically relates to a technique that is effective when applied to a light receiving section of a photosensor.

[背景技術] CCD (Charge Coupled Devic
e)フォトセンサは一般に広く用いられている。このC
CDフォトセンサにおいて現在問題となっているのは歩
留まり上あるいは特性上の素子の不均一性である。
[Background technology] CCD (Charge Coupled Device)
e) Photosensors are generally widely used. This C
A current problem in CD photosensors is the non-uniformity of elements in terms of yield or characteristics.

この原因を一次元フォ1〜センサの受光部に限って具体
的に説明する。
The cause of this will be specifically explained with reference to the one-dimensional photo sensor 1 to the light receiving portion of the sensor.

第1図は一次元フオドセンサのフォトダイオード部の概
略平面図である。図中符号1は半導体基板のたとえばP
型つェル内に形成されたN+型抵拡散層あって、フォト
ダイオード領域を形成している。N+型抵拡散層フォト
ダイオード領域1は、フォトゲート、トランスファゲー
トおよびCOD領域に結合されて周知のようにCCDフ
ォトセンサを形成している。N+型抵拡散層フォトダイ
オード領域1は、アルミニウム等の光じゃへい膜2によ
って受光面の開口幅Yが決定され、開口長さ方向に沿っ
ては、各フォトダイオード領域1−間に比較的厚い5i
02膜3およびその下方のP+型不純物半導体領域のチ
ャネルストッパが設けられ開口長さXが決定されている
(たとえば、雑誌r S emiconducLor 
WorldJ 1982年12月号、p50−57など
)。
FIG. 1 is a schematic plan view of a photodiode section of a one-dimensional food sensor. In the figure, reference numeral 1 indicates a semiconductor substrate such as P
There is an N+ type resistive diffusion layer formed within the type well to form a photodiode region. The N+ type resistive diffusion layer photodiode region 1 is coupled to a photogate, a transfer gate and a COD region to form a CCD photosensor in a well known manner. In the N+ type resistive diffusion layer photodiode region 1, the aperture width Y of the light receiving surface is determined by a light shielding film 2 made of aluminum or the like, and along the aperture length direction, there is a relatively thick layer between each photodiode region 1. 5i
A channel stopper is provided for the 02 film 3 and the P+ type impurity semiconductor region below it, and the opening length X is determined (for example, in the magazine R Semiconductor
WorldJ December 1982 issue, p50-57, etc.).

ところで、このような−次元フカ1ヘセンサの製造工程
において、N+型型数散層1上の異物4aあるいはN+
型型数散層1の形状不良4I:)が開口部内に生ずるこ
とがある。同様に開口幅yl決定する光じゃへい膜2の
形状不良5も発生する。このため、異物4aあるいは形
状不良4F>、5が発生したフォトダイオード領域lの
受光感度が変化し、−次元フォトセンサの均一な感度の
障害となり許容範囲を越えるものは不良品とされ歩留ま
りの低下をもたらすという問題があることが本発明者に
よって明らかにされた。
By the way, in the manufacturing process of such a -dimensional hook 1 sensor, foreign matter 4a on the N+ type scattering layer 1 or N+
A shape defect 4I:) of the type scattering layer 1 may occur within the opening. Similarly, a defective shape 5 of the light shielding film 2 that determines the opening width yl also occurs. For this reason, the light-receiving sensitivity of the photodiode region l where the foreign matter 4a or the defective shape 4F>, 5 has occurred changes, which impedes the uniform sensitivity of the -dimensional photosensor, and those that exceed the allowable range are considered defective, resulting in a decrease in yield. The inventors have discovered that there is a problem in that

上記の問題を解決する一つの方法として、開口幅Yを大
きくし、異物4aあるいは形状不良4b。
One way to solve the above problem is to increase the opening width Y and eliminate the foreign matter 4a or the defective shape 4b.

5に対する許容範囲のマージンを大きくとることが考え
られる。しかし、開口長さXがほぼ7〜15μm、開口
幅Yがほぼ7〜15μmの値に設定されている現状の一
次元フオドセンサにおいて、開口幅Yをたとえば30μ
mにしてマージンを大きくすると開口幅Y方向の解像度
が低下するという問題があり実用的ではない。
It is conceivable to increase the margin of tolerance for 5. However, in the current one-dimensional food sensor in which the aperture length
If the margin is increased to m, there is a problem that the resolution in the aperture width Y direction decreases, which is not practical.

[発明の目的コ 本発明の目的は、フォトセンサの各フォトダイオード素
子の開口幅方向の解像度を落とすことなく、特性の均一
化および歩留まりの向」二を可能としたフォトセンサを
提供することにある。
[Objective of the Invention] An object of the present invention is to provide a photosensor that can make the characteristics uniform and improve the yield without reducing the resolution in the aperture width direction of each photodiode element of the photosensor. be.

本発明の前記ならびにそのほかの[1的と新規な特徴は
、本明細書の記述および添イ]図面からあきらかになる
であろう。
The above and other novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、フォトセンサを構成する各フォトダイオード
素子を複数個のフォトダイオード領域に分割し、同一分
割区分に対応するフォトダイオード領域を選択的に使用
しているので、均一な特性を有したフォトダイオード領
域よりなるフォトセンサを選択できる。このため、開口
幅方向の解像度を落とすことなく、特性の均一化および
歩留まりの向上を可能としたフォトセンサを達成するも
のである。
In other words, each photodiode element constituting the photosensor is divided into a plurality of photodiode regions, and photodiode regions corresponding to the same division are selectively used, resulting in a photodiode region with uniform characteristics. You can choose from a variety of photosensors. Therefore, it is possible to achieve a photosensor with uniform characteristics and improved yield without reducing the resolution in the aperture width direction.

〔実施例1] 本発明の一次元フオドセンサの第1実施例を第3− 2図を参照して説明する。第1実施例においては、各フ
ォトダイオード素子は開口幅方向に複数個のN+型拡I
K層のフォトダイオード素子が形成されこれらフォトダ
イオード領域間に、ゲート電極と、このゲート電極上の
光しやへい膜とを形成したことを特徴としている。
[Embodiment 1] A first embodiment of the one-dimensional food sensor of the present invention will be described with reference to Fig. 3-2. In the first embodiment, each photodiode element has a plurality of N+ type expanded I in the aperture width direction.
A K-layer photodiode element is formed, and a gate electrode and a light-shielding film on the gate electrode are formed between these photodiode regions.

第2図において、半導体基板内に形成されたP型ウェル
領域内に各フォトダイオード素子10(実施例では4組
)が形成されている。各フォトダイオード素子10は複
数個(実施例では3個)のフォトダイオード領域11に
分割され、このフォトダイオード領域11はたとえばリ
ン等をイオン打込みしたN+型型数散層ある。なお、各
フォトダイオード素子10のN十型拡散層は交互に図の
上下方向にフォトゲート、トランスファゲートおよびC
CD領域に結合されている。各フォトダイオード領域1
1の開口長さXはほぼ7μmに設定され、開口長さX方
向のフォトダイオード領域11間には、比較的厚い5i
02膜12およびその下方のP+型不純物半導体領域の
チャネルスト4− ツバが形成されている。
In FIG. 2, photodiode elements 10 (four sets in the embodiment) are formed in a P-type well region formed in a semiconductor substrate. Each photodiode element 10 is divided into a plurality of photodiode regions 11 (three in this embodiment), and each photodiode region 11 is an N+ type scattering layer into which ions of phosphorus or the like are implanted, for example. Note that the N-type diffusion layer of each photodiode element 10 is alternately formed into a photogate, a transfer gate, and a C-type diffusion layer in the vertical direction of the figure.
It is bound to the CD region. Each photodiode area 1
The aperture length X of 1 is set to approximately 7 μm, and a relatively thick 5i
A channel strike 4- brim of the 02 film 12 and the P+ type impurity semiconductor region below it is formed.

一方、各フォトダイオード素子10の開口幅Yは、N十
型拡散層11間に設けられた、アルミニウム等の光しや
へい膜13,14と、全体の開口を決定する同様のアル
ミニウム等の光じゃへい膜15.16とによって決定さ
れている。光しやへい膜13.14と各フォトダイオー
ド素子1,0とが交差する領域のP型ウェル表面には、
各々ゲートが形成されていて同一光じゃへい膜13ある
いは14に含まれるゲート・はすべで共通接続されてい
る。開口幅Yはたとえば7μmであり、光じゃへい[1
3,14の幅0(よ、ファクシミリ、光学読取り装置等
の光学系に従って、図において上下方向に隣り合うフォ
トダイオード領域11にあたる光が充分無視できる長さ
に設定されている。
On the other hand, the aperture width Y of each photodiode element 10 is determined by the light-shielding films 13 and 14 made of aluminum or the like provided between the N0 type diffusion layers 11 and the light-shielding films 13 and 14 made of aluminum or the like that determine the overall aperture. It is determined by the membranes 15 and 16. On the surface of the P-type well in the area where the light shielding film 13, 14 and each photodiode element 1, 0 intersect,
A gate is formed for each, and all gates included in the same light blocking film 13 or 14 are commonly connected. The aperture width Y is, for example, 7 μm, and the light interference [1
In accordance with the optical system of a facsimile machine, an optical reader, etc., the width of 3 and 14 is set to such a length that the light hitting the photodiode areas 11 adjacent in the vertical direction in the figure can be sufficiently ignored.

このような構造の一次元フオドセンサにすることによっ
て、同一分割区分に対応するフォトダイオード領域11
が3行できることとなる。すなわち、1行目は光じゃへ
い膜15,13間に開口したフォトダイオード領域11
.2行目は光じゃへい膜13.14間に開口したフォト
ダイオード領域1−1.3行目は光じゃへい膜14.1
6間に開口したフォトダイオード領域11である。した
がって、たとえば第1行目のフォトダイオード領域11
において不均一性が犬の場合、第2行目あるいは第3行
目のフォトダイオード領域11−を用いることができる
。なお、ゲートは各々二値論理のハイレベルを印加して
おき、各フォトダイオード素子10におけるフォトダイ
オード領域11間の電気的結合を行わせている。本実施
例においては、各行のフォトダイオード領域11のなか
から、不向・性がもっども少ない行に選択してYの行の
フォトダイオ−1−領域11−を用いることができる。
By using a one-dimensional photo sensor with such a structure, the photodiode areas 11 corresponding to the same division section can be
This results in three lines. That is, the first row is a photodiode region 11 that is opened between the light shielding films 15 and 13.
.. The second row is the photodiode area 1-1 opened between the photo-barrier films 13.14. The third row is the photo-barrier film 14.1
This is a photodiode region 11 having an opening between 6 and 6. Therefore, for example, the photodiode region 11 of the first row
If the non-uniformity is significant, the photodiode regions 11- in the second or third row can be used. Note that a high level of binary logic is applied to each gate to electrically connect the photodiode regions 11 in each photodiode element 10. In this embodiment, from among the photodiode regions 11 in each row, the row with the least undesirability can be selected and the photodiode 1 region 11 in the Y row can be used.

[実施例2コ 第2実施例においては、各フォトダイオード素子は開口
幅方向に複数個のN+型型数散層フォトダイオード領域
が形成され、各フォトダイオード素子のフォトダイオー
ド領域は電気的に並列接続の関係を持ってフォトゲート
、トランスファゲート、CCD領域に接続されているこ
とを特徴としている。
[Embodiment 2] In the second embodiment, each photodiode element has a plurality of N+ type scattered layer photodiode regions formed in the aperture width direction, and the photodiode regions of each photodiode element are electrically parallel to each other. It is characterized in that it is connected to the photogate, transfer gate, and CCD area in a connection relationship.

第3図において、半導体基板内に形成されたP型ウェル
領域内に名ノオI・ダイA゛−ド索子20(実施例では
4組)が形成されている。各フォトダイオード素子20
は複数個(実施例では2個)のフォトダイオード領域2
1.22に分割され、このフォトダイオード領域はたと
えばリン等をイオン打込みしたN+型型数散層ある。ま
た各フォトダイオード素子20を構成するフォトダイオ
ード領域21.22は各々アルミニウム等の導電材料に
よって並列関係に接続され、図示する矢印方向に各々形
成されたフォトゲ−1〜、トランスファゲートおよびC
CD領域に接続されている。各フォトダイオード領域2
1.22の開口長さXはたとえば7μmに設定され、開
口長さX方向のフォトダイオード領域21間には比較的
厚い5i02膜24およびその下方のP+型不純物半導
体領域のチャネルストッパが形成されている。
In FIG. 3, a large number of I-diodes 20 (four sets in the embodiment) are formed in a P-type well region formed in a semiconductor substrate. Each photodiode element 20
is a plurality of (two in the example) photodiode regions 2
The photodiode region is divided into 1.22 parts, and this photodiode region has an N+ type scattering layer into which ions of phosphorus or the like are implanted. The photodiode regions 21 and 22 constituting each photodiode element 20 are connected in parallel using a conductive material such as aluminum.
Connected to the CD area. Each photodiode area 2
The opening length X of 1.22 is set to, for example, 7 μm, and a relatively thick 5i02 film 24 and a channel stopper of the P+ type impurity semiconductor region below it are formed between the photodiode regions 21 in the direction of the opening length X. There is.

このような構造の一次元フオドセンサにすることによっ
て、同一分割区分に対応するフォトダイ7− オード領域21.22が2行できることとなる。
By using a one-dimensional food sensor having such a structure, two rows of photodiode regions 21 and 22 corresponding to the same division can be formed.

すなわち、1行目は4個のフォトダイオード領域21か
IJ影形成れ、2行目は同じく4個のフォトダイオード
領域22から形成されている。したがって、本実施例に
おいてもたとえば、第2行目のフォトダイオード領域2
1の不均一性が大の場合、第1行目のフォトダイオード
領域22を用いることができる。このあと、黒フィルタ
等の光じゃへい膜23を用いて第1行目のフォトダイオ
ード領域22に開口幅Yを有した開口部を形成できる。
That is, the first row is formed by four photodiode regions 21 or IJ shadows, and the second row is formed by the same four photodiode regions 22. Therefore, in this embodiment as well, for example, the photodiode region 2 of the second row
1, the photodiode region 22 in the first row can be used. Thereafter, an opening having an opening width Y can be formed in the first row photodiode region 22 using a light shielding film 23 such as a black filter.

第1実施例においては、光しやへい膜13,14゜15
.16を形成した後、各行のフォトダイオード領域11
−の不均一性を検査して行の選択を行ったが、第2実施
例においては、光じゃへい膜23の形成は行選択の検査
後に実施している。
In the first embodiment, the light-shielding films 13, 14°15
.. 16, photodiode regions 11 in each row are formed.
Although the rows were selected by inspecting the non-uniformity of -, in the second embodiment, the formation of the light blocking film 23 was carried out after the row selection inspection.

[効果] 以上説明したように、本発明のフォトセンサは、各フォ
トダイオード素子を複数個のフォトダイオード領域に分
割しているので、同一分割区分に対応するフォトダイオ
ード領域からもっとも不均一8− 性の少ないものを選択して使用できるので、開口幅方向
の解像度を落とすことなく、均一性がよく歩留まりを向
上させうるという効果を有するものである。
[Effects] As explained above, in the photosensor of the present invention, each photodiode element is divided into a plurality of photodiode regions, so that the photodiode regions corresponding to the same division are divided into the most nonuniform regions. Since it is possible to select and use a material with a small number of particles, it has the effect that uniformity is good and yield can be improved without deteriorating the resolution in the aperture width direction.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.

[利用分野] 本発明は、−次元フォトセンサに限らず、ccD型固体
撮像素子、MO8固体撮像素子等のフォトダイオードの
開口部を形成する半導体素子に広く適用できる。
[Field of Application] The present invention is applicable not only to -dimensional photosensors but also to semiconductor devices that form openings in photodiodes such as CCD solid-state imaging devices and MO8 solid-state imaging devices.

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

第1図は従来の一次元フオドセンサのフォトダイオード
開口部周辺の概略平面図、 第2図および第3図は、本発明の一次元フオドセンサの
各々第1および第2実施例を説明するためのフォトダイ
オード開口部周辺の平面図である。 1.10.20・・・フォトダイオード素子、2,13
,14,15,16.23・・・光じゃへい膜、3.]
、2.24・・・S i02膜、4a・・・異物、4b
、5・・・形状不良、11,21.22・・・フォトダ
イオード領域。 11− へ)
FIG. 1 is a schematic plan view of the vicinity of the photodiode opening of a conventional one-dimensional food sensor, and FIGS. 2 and 3 are photos for explaining the first and second embodiments of the one-dimensional food sensor of the present invention, respectively. FIG. 3 is a plan view of the area around the diode opening. 1.10.20...Photodiode element, 2,13
, 14, 15, 16.23... photoreflective film, 3. ]
, 2.24...S i02 film, 4a... Foreign matter, 4b
, 5... Shape defect, 11, 21.22... Photodiode region. 11-)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、光じゃへい膜の開口幅方向に分割された複数個のフ
ォトダイオード領域を有するフォトダイオード素子を開
口長さ方向に複数個形成し、個々のフォトダイオード素
子において同一分割区分に対応するフォトダイオード領
域を選択的に使用することを特徴とするフォトセンサ。
1. A plurality of photodiode elements each having a plurality of photodiode regions divided in the aperture width direction of a photoreceptor film are formed in the aperture length direction, and each photodiode element has photodiodes corresponding to the same division. A photosensor characterized by selectively using a region.
JP59021643A 1984-02-10 1984-02-10 Photosensor Pending JPS60167477A (en)

Priority Applications (1)

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JP59021643A JPS60167477A (en) 1984-02-10 1984-02-10 Photosensor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06204548A (en) * 1992-12-04 1994-07-22 Nec Corp Light-sensing semiconductor device, manufacture thereof and photocoupler using same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06204548A (en) * 1992-12-04 1994-07-22 Nec Corp Light-sensing semiconductor device, manufacture thereof and photocoupler using same

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