JPS60180160A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPS60180160A JPS60180160A JP59036387A JP3638784A JPS60180160A JP S60180160 A JPS60180160 A JP S60180160A JP 59036387 A JP59036387 A JP 59036387A JP 3638784 A JP3638784 A JP 3638784A JP S60180160 A JPS60180160 A JP S60180160A
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- Japan
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- sensor
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14887—Blooming suppression
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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】
産業上の利用分野
本発明は、固体撮像素子特にインターライン転送型の固
体撮像素子におけるブルーミング抑制機構に関する。
体撮像素子におけるブルーミング抑制機構に関する。
背景技術とその問題点
インターライン転送型の固体撮像素子において、その感
度を上げるためには、センサ部の開口率を大きくするこ
とが重要である。一方かかる固体撮像素子ではブルーミ
ング抑制機能としてセンサ部で発生した過剰電荷を流す
ための所謂オーバーフロードレイン機構が実用上必要で
ある。
度を上げるためには、センサ部の開口率を大きくするこ
とが重要である。一方かかる固体撮像素子ではブルーミ
ング抑制機能としてセンサ部で発生した過剰電荷を流す
ための所謂オーバーフロードレイン機構が実用上必要で
ある。
第1図は通常のインターライン転送型のCOD固体撮像
素子の一例である。この例では、P形半導体基体+11
の一生面上に各絵素に対応してマトリックス状に複数の
センサ部、この場合PN接合型のセンサ部(2)が配列
され、この各列のセンサ部(2)の−例にN形の埋込み
チャンネルによる垂直シフトレジスタ(3)が設けられ
る。センサ部(2)と垂直シフトレジスタ(3)間には
P形の読出しゲート部(4)が設け・られ、これら垂直
シフトレジスタ(3)と読出しゲート部(4)上にSi
O2等の絶縁膜(5)を介して転送電極(6)が被着形
成される。(7)はP+形のチャンネルストップ領域で
ある。またセンサ部(2)の他側にN+形のオーバーフ
ロードレイン領域(8)が設けられ、このオーバーフロ
ードレイン領域(8)とセンサ部(2)間に絶縁膜(5
)を介してゲート電極(9)を形成してなるオーバーフ
ローコントールゲート部(1ωが設けられる。この固体
撮像素子では、受光時に強い入射光によってセンサ部(
2)に過剰電荷が発生ずると、この過剰電荷はオーバー
フローコントロールゲート部00)を通じてオーバーフ
ロードレイン領域(8)に流され、ブルーミング制御が
なされる。
素子の一例である。この例では、P形半導体基体+11
の一生面上に各絵素に対応してマトリックス状に複数の
センサ部、この場合PN接合型のセンサ部(2)が配列
され、この各列のセンサ部(2)の−例にN形の埋込み
チャンネルによる垂直シフトレジスタ(3)が設けられ
る。センサ部(2)と垂直シフトレジスタ(3)間には
P形の読出しゲート部(4)が設け・られ、これら垂直
シフトレジスタ(3)と読出しゲート部(4)上にSi
O2等の絶縁膜(5)を介して転送電極(6)が被着形
成される。(7)はP+形のチャンネルストップ領域で
ある。またセンサ部(2)の他側にN+形のオーバーフ
ロードレイン領域(8)が設けられ、このオーバーフロ
ードレイン領域(8)とセンサ部(2)間に絶縁膜(5
)を介してゲート電極(9)を形成してなるオーバーフ
ローコントールゲート部(1ωが設けられる。この固体
撮像素子では、受光時に強い入射光によってセンサ部(
2)に過剰電荷が発生ずると、この過剰電荷はオーバー
フローコントロールゲート部00)を通じてオーバーフ
ロードレイン領域(8)に流され、ブルーミング制御が
なされる。
この第1図からも明らかなように、通常はオーバーフロ
ードレイン機構が所謂横方向に形成されるので、センサ
部(2)の開口率はオーバーフロードレイン領域(8)
及びオーバーフローコントロールゲート部00)により
制限を受け、従って感度の向上が望めない。
ードレイン機構が所謂横方向に形成されるので、センサ
部(2)の開口率はオーバーフロードレイン領域(8)
及びオーバーフローコントロールゲート部00)により
制限を受け、従って感度の向上が望めない。
発明の目的
本発明は、新規なブルーミング抑制機構を有してセンサ
部の開口率を大ならしめ、感度の向上を図った固体撮像
素子を提供するものである。
部の開口率を大ならしめ、感度の向上を図った固体撮像
素子を提供するものである。
発明の概要
本発明は、第1導電形の半導体基体の一生向に夫々第2
導電形領域を介してセンサ部と埋込みチャンネル型の垂
直シフトレジスタを形成し、センサ部に接して第2導電
形のチャンネルストップ領域を形成し、センサ部で発生
した過剰電荷をチャンネルストップ領域を通って基体側
に流すようにして成る固体撮像素子である。
導電形領域を介してセンサ部と埋込みチャンネル型の垂
直シフトレジスタを形成し、センサ部に接して第2導電
形のチャンネルストップ領域を形成し、センサ部で発生
した過剰電荷をチャンネルストップ領域を通って基体側
に流すようにして成る固体撮像素子である。
この発明の固体撮像素子では、ブルーミングが抑制され
ると共に、センサ部の開口率が大きく得られ、感度の向
上が図れる。
ると共に、センサ部の開口率が大きく得られ、感度の向
上が図れる。
実施例
以上、図面を参照して本発明の実施例について詳細説明
する。
する。
第2図は本発明をインターライン転送型のCCD固体撮
像素子に適用した場合の一実施例を示す。
像素子に適用した場合の一実施例を示す。
同図におい”ζ、(21)はN形シリコン基体を示し、
この−主面に絵素となる複数のセンサ部(22)がマト
リックス状に配列され、これらセンサ部(22)の各列
の一側にセンサ部の信号電荷を転送するための垂直シフ
トレジスタ(23)が夫々配される。
この−主面に絵素となる複数のセンサ部(22)がマト
リックス状に配列され、これらセンサ部(22)の各列
の一側にセンサ部の信号電荷を転送するための垂直シフ
トレジスタ(23)が夫々配される。
センサ部(22)は本例では基体(21)に形成した第
1のP形つェル領域(24)内にN+形領領域25)を
形成し、表面に5i02等の絶縁M(26)を形成して
成る所謂PN接合型センサに構成される。垂直シフトレ
ジスタ(23)は第2のP形つェル領域(27)内にN
形の埋込みチャンネル(28)を形成し、この上に絶縁
膜(26)を介して一方向(図では紙面に直交する方向
)に沿う複数の転送電極(29)を被着して構成される
。この転送電極(29)はN形埋込みチャンネル(28
)とセンサ部(22)間のPルウエル領域上にまで延長
され、ここにおいて読出しゲート部(30)が形成され
る。また各センサ部(22)を区分する如くセンサ部(
22)に接してP+形のチャンネルストップ領域(31
)が設けられる。このチャンネルストップ領域(31)
はホールを逃がすために表面が空乏化されないのが好ま
しく、このため必要に応じてこの上に絶縁膜(26)を
介してアキュミレーション保持電極(32)が形成され
る。さらにチャンネルストップ領域 (31)と隣り合
う他の垂直シフトレジスタ(23)との間にチャンネル
ストップ領域より濃度の高い或いは深く拡散させたP+
形領領域33)が形成される。
1のP形つェル領域(24)内にN+形領領域25)を
形成し、表面に5i02等の絶縁M(26)を形成して
成る所謂PN接合型センサに構成される。垂直シフトレ
ジスタ(23)は第2のP形つェル領域(27)内にN
形の埋込みチャンネル(28)を形成し、この上に絶縁
膜(26)を介して一方向(図では紙面に直交する方向
)に沿う複数の転送電極(29)を被着して構成される
。この転送電極(29)はN形埋込みチャンネル(28
)とセンサ部(22)間のPルウエル領域上にまで延長
され、ここにおいて読出しゲート部(30)が形成され
る。また各センサ部(22)を区分する如くセンサ部(
22)に接してP+形のチャンネルストップ領域(31
)が設けられる。このチャンネルストップ領域(31)
はホールを逃がすために表面が空乏化されないのが好ま
しく、このため必要に応じてこの上に絶縁膜(26)を
介してアキュミレーション保持電極(32)が形成され
る。さらにチャンネルストップ領域 (31)と隣り合
う他の垂直シフトレジスタ(23)との間にチャンネル
ストップ領域より濃度の高い或いは深く拡散させたP+
形領領域33)が形成される。
次に、かかる構成の動作を第3図及び第4図の深さ方向
のポテンシャル・プロファイルを参照して説明する。
のポテンシャル・プロファイルを参照して説明する。
第3図及び第4図において、曲線A1は第2図ノセンサ
部(22)を通るA−A線上でのポテンシャル・プロフ
ァイル即ち信号電荷を垂直シフトレジスタ(23)に読
出したりセントされた状態のセンサ部のポテンシャル・
プロファイルでセンサ部(22)の電位はVoにある。
部(22)を通るA−A線上でのポテンシャル・プロフ
ァイル即ち信号電荷を垂直シフトレジスタ(23)に読
出したりセントされた状態のセンサ部のポテンシャル・
プロファイルでセンサ部(22)の電位はVoにある。
また曲線Bは第2図のチャンネルストップ領域(31)
を通るB−B線上のポテンシャル・プロファイルで、こ
れは固定とされる。
を通るB−B線上のポテンシャル・プロファイルで、こ
れは固定とされる。
そして、受光時にセンサ部(22)に光が入射され、信
号電荷eが蓄積されてくるとセンサ部(22)のポテン
シャルは曲線A1から曲線A2に示す如く浅くなってゆ
くが、N+形領領域25)の電位が■1以下になろうと
すると、点Pより過剰電荷c′はチャンネルストップ領
域(31)下がら基体(21)に向って流れ出され、そ
れ以上センサ部(22)には信号電荷が蓄積されなくな
る。また、このときチャンネルストップ領域(31)と
隣りの垂直シフトレジスタ(23)間に設けたP+形領
領域33)によって(このP+形領領域33)を通る第
2図のC−C線上のポテンシャル・プロファイルを第3
図曲線Cに示す)センサ部(22)からオーバーフロー
された過剰電荷e′は隣りの垂直シフトレジスフ(33
)に流れることはなく、確実にチャンネルストップ領域
(31)より基体(21)側に流れる。
号電荷eが蓄積されてくるとセンサ部(22)のポテン
シャルは曲線A1から曲線A2に示す如く浅くなってゆ
くが、N+形領領域25)の電位が■1以下になろうと
すると、点Pより過剰電荷c′はチャンネルストップ領
域(31)下がら基体(21)に向って流れ出され、そ
れ以上センサ部(22)には信号電荷が蓄積されなくな
る。また、このときチャンネルストップ領域(31)と
隣りの垂直シフトレジスタ(23)間に設けたP+形領
領域33)によって(このP+形領領域33)を通る第
2図のC−C線上のポテンシャル・プロファイルを第3
図曲線Cに示す)センサ部(22)からオーバーフロー
された過剰電荷e′は隣りの垂直シフトレジスフ(33
)に流れることはなく、確実にチャンネルストップ領域
(31)より基体(21)側に流れる。
なお、第3図の曲線D1及びD2ば第2図の1) −D
線上での垂直シフトレジスタ(23)の転送時のMi電
位状態のポテンシャル及び低電流状態のポテンシャルを
不ず。
線上での垂直シフトレジスタ(23)の転送時のMi電
位状態のポテンシャル及び低電流状態のポテンシャルを
不ず。
この様に、かかる構成の固体撮像素子では、受光時の過
剰電荷がセンサ部(22)からチャンネルストップ領域
(31)を通って基体(21)側にオーバーフローされ
るごとにより、第1図の従来の場合に比してセンサ部(
22)の開口率が大きくなり、感度の向上が図れる。
剰電荷がセンサ部(22)からチャンネルストップ領域
(31)を通って基体(21)側にオーバーフローされ
るごとにより、第1図の従来の場合に比してセンサ部(
22)の開口率が大きくなり、感度の向上が図れる。
尚センサ部(22)としては上側の他、例えば第5図に
示すようにN形基体(21)上にP影領域(41)及び
N影領域(42)を形成し、その」二に5I02等の絶
縁膜(26)を介して透明電極(43)を被着して成る
センサを用いることができる。或いば第6図にネオよう
にN形基体(21)上に形成したP影領域(41)にN
影領域(42)及びその上にP+形領jfi(44)を
形成し、表面に絶縁膜(26)を被着して成る所謂バー
チュアル・フェーズ構造のセンサを用いることができる
。
示すようにN形基体(21)上にP影領域(41)及び
N影領域(42)を形成し、その」二に5I02等の絶
縁膜(26)を介して透明電極(43)を被着して成る
センサを用いることができる。或いば第6図にネオよう
にN形基体(21)上に形成したP影領域(41)にN
影領域(42)及びその上にP+形領jfi(44)を
形成し、表面に絶縁膜(26)を被着して成る所謂バー
チュアル・フェーズ構造のセンサを用いることができる
。
これら第5図及び第6図の構成でも、そのポテンシャル
・プロファイルで示すように受光時にセンサ部(22)
に信号電荷eが蓄積されて電位が浅くなり、センサの電
位が■1以−トになると過剰電荷e′はチャンネルスト
ップ領域(31)下を通じて基体(21)側に流れる。
・プロファイルで示すように受光時にセンサ部(22)
に信号電荷eが蓄積されて電位が浅くなり、センサの電
位が■1以−トになると過剰電荷e′はチャンネルスト
ップ領域(31)下を通じて基体(21)側に流れる。
本発明では第2図の例が基本構成であるが、その他の変
形例も考えられる。例えば第7図は第1のP形つェル領
域(24)をその端部がチャンネルストップ領域(31
)内に多少入り込むように構成した場合である。また第
8図は第1のP形つェル領域(24)をその端部がチャ
ンネルストップ領域(31)に掛からないように多少引
込むように構成した場合である。これらの構成でも−h
(?11と同様の効果を奏する。
形例も考えられる。例えば第7図は第1のP形つェル領
域(24)をその端部がチャンネルストップ領域(31
)内に多少入り込むように構成した場合である。また第
8図は第1のP形つェル領域(24)をその端部がチャ
ンネルストップ領域(31)に掛からないように多少引
込むように構成した場合である。これらの構成でも−h
(?11と同様の効果を奏する。
発明の効果
一ヒ述した本発明によれば、センサ部より入射した強い
光によって発生した過剰電荷を、チャンネルストップ領
域と基体間の深さ方向の電位変化を利用して、チャンネ
ルストップ領域を通じて基体側に流すようにしてなる新
規なブルーミング抑制機構を有せしめたことにより、セ
ンサ部の開口率が大きくなり、晶感度の固体撮像素子を
得ることができる。
光によって発生した過剰電荷を、チャンネルストップ領
域と基体間の深さ方向の電位変化を利用して、チャンネ
ルストップ領域を通じて基体側に流すようにしてなる新
規なブルーミング抑制機構を有せしめたことにより、セ
ンサ部の開口率が大きくなり、晶感度の固体撮像素子を
得ることができる。
第1図は従来の固体撮像素子の例を不す断面図、第2図
は本発明による固体撮像素子の一例を示す断面図、第3
図は第2図の各A、B、C及びD線上の基体深さ方向の
ポテンシャル・プロファイル図、第4図乃至第6図は夫
々本発明に適用されるセンサ部とそのポテンシャル・プ
ロファイルの例をボす図、第7図及び第8図は本発明の
他の例を示す要部の断面図である。 (21)は半導体基体、(22)はセンサ部、(23)
は垂直シフトレジスタ、(31)はチャンネルストツブ
領域である。 0
は本発明による固体撮像素子の一例を示す断面図、第3
図は第2図の各A、B、C及びD線上の基体深さ方向の
ポテンシャル・プロファイル図、第4図乃至第6図は夫
々本発明に適用されるセンサ部とそのポテンシャル・プ
ロファイルの例をボす図、第7図及び第8図は本発明の
他の例を示す要部の断面図である。 (21)は半導体基体、(22)はセンサ部、(23)
は垂直シフトレジスタ、(31)はチャンネルストツブ
領域である。 0
Claims (1)
- 第1導電形の半導体基体の一生面に夫々第2導電形領域
を介してセンサ部と埋込みチャンネル型の垂直シフトレ
ジスタが形成され、上記センサ部に接して第2導電形の
チャンネルストップ領域が形成され、上記センサ部で発
生した過剰電荷が上記チャンネルストップ領域を通って
上記基体側に流されるようにして成る固体撮像素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59036387A JPS60180160A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59036387A JPS60180160A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60180160A true JPS60180160A (ja) | 1985-09-13 |
Family
ID=12468437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59036387A Pending JPS60180160A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60180160A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62291961A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
JPH02199869A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP59036387A patent/JPS60180160A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62291961A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Hitachi Ltd | 固体撮像装置 |
JPH02199869A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-08 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
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