JPS60257566A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS60257566A JPS60257566A JP59113183A JP11318384A JPS60257566A JP S60257566 A JPS60257566 A JP S60257566A JP 59113183 A JP59113183 A JP 59113183A JP 11318384 A JP11318384 A JP 11318384A JP S60257566 A JPS60257566 A JP S60257566A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 abstract description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
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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
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- 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】
（産業−にの利用分野）
本発明は、固体撮像装置に関するものである。
（従来例の構成とその問題、幀）
インターライン転送方式ＣＣＤは、その低ｊｌｌ：？１
．．を特性から、固体撮像素子の有力な方式として開発
が進められている。特に光電変換部にＰＮ接合フォトダ
イオード（以下ＰＤと略記するうを用いた素子は高感度
であることが知られている。
．．を特性から、固体撮像素子の有力な方式として開発
が進められている。特に光電変換部にＰＮ接合フォトダ
イオード（以下ＰＤと略記するうを用いた素子は高感度
であることが知られている。
第１図は、インターライン転送方式ＣＯＤの全体構成図
を示したものであり、Ｐ Ｄ Ｊに蓄荀、された信号電
荷は、垂直転送ＣＣＤ ２及び水平転送ＣＣＤ３を経て
、電荷検知部４で検知出力される。
を示したものであり、Ｐ Ｄ Ｊに蓄荀、された信号電
荷は、垂直転送ＣＣＤ ２及び水平転送ＣＣＤ３を経て
、電荷検知部４で検知出力される。
以下、第１図のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す第２
図（ａ）を用いて説明する。第２図（ａ）で、ＰＤ５は
Ｎ４層で形成され、そこに蓄えられた信号電荷は、読出
しゲートチャンネル８を通って〕Ｆ。
図（ａ）を用いて説明する。第２図（ａ）で、ＰＤ５は
Ｎ４層で形成され、そこに蓄えられた信号電荷は、読出
しゲートチャンネル８を通って〕Ｆ。
直転送ＣＣＤのチャンネル６に転送される。このときの
電位分布を示したのか第２図（１））である。
電位分布を示したのか第２図（１））である。
ここで９はＰＤ領領域１０は読み出しグー１〜チヤンネ
ル領域、１１は垂直転送ＣＣＤチャンネル領域である。
ル領域、１１は垂直転送ＣＣＤチャンネル領域である。
ＰＤ５が高面密度不純物層で形成されているため、この
ときの転送は、不完全転送モードとなり、信号電荷の一
部１２は取り残される。この取り残し電荷は、次回読み
出されるときに、またその一部が読み出される。このよ
うなことが、長期間にわたり続く。この現象により、再
生画像で残像現象を生しることは明らかである。これが
従来例の大きな欠点てあった。
ときの転送は、不完全転送モードとなり、信号電荷の一
部１２は取り残される。この取り残し電荷は、次回読み
出されるときに、またその一部が読み出される。このよ
うなことが、長期間にわたり続く。この現象により、再
生画像で残像現象を生しることは明らかである。これが
従来例の大きな欠点てあった。
（発明の目的）
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、残像現象を著し
く低減することができる固体撮像装置を提供するもので
ある。
く低減することができる固体撮像装置を提供するもので
ある。
（発明の構成）
上記目的任達成するために、本発明は 光電変換部に高
面密度不純物層（Ｎ゛）と低面密度不純物層（Ｎ−）を
共存させる構成を採っている。
面密度不純物層（Ｎ゛）と低面密度不純物層（Ｎ−）を
共存させる構成を採っている。
（実施例の説明）
従来例で述へた取り残される電荷量は、ＰＤの容６Ｈ，
に強く依イｒし、容量が大きくなると取り残し１□ 甲
が多くなる。従ってＰＤの容量を小さくすることによっ
て取り残し贋を少なくすることができる。
に強く依イｒし、容量が大きくなると取り残し１□ 甲
が多くなる。従ってＰＤの容量を小さくすることによっ
て取り残し贋を少なくすることができる。
その方法について、本発明の第１の実施例をボず第３図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
３図（ａ）は、第１の実施例の断面構造を示したもので
、＋３は低面密度不純物層（以下Ｎ一層と略記する）、
１４はＮ一層より高面密度の不純物層（以下Ｎ＋層と略
記する）であり、ＰＤ５ａをこのように構成する。この
構造における読み出し時の電位分布を示したのが第３図
（ｂ）である。領域１．６，１．７で示すように、Ｎ−
［１，３は空乏化した状態になっている。空乏化状態で
あることは、Ｎ−［１３の電位（領域１．ｆｉ、＋７）
が読み出しグー１−チャンネル８の電位（領域１０）よ
りも浅いことによって示される。
、＋３は低面密度不純物層（以下Ｎ一層と略記する）、
１４はＮ一層より高面密度の不純物層（以下Ｎ＋層と略
記する）であり、ＰＤ５ａをこのように構成する。この
構造における読み出し時の電位分布を示したのが第３図
（ｂ）である。領域１．６，１．７で示すように、Ｎ−
［１，３は空乏化した状態になっている。空乏化状態で
あることは、Ｎ−［１３の電位（領域１．ｆｉ、＋７）
が読み出しグー１−チャンネル８の電位（領域１０）よ
りも浅いことによって示される。
Ｎ＋層１／Ｉは領域１５で示すよ・うに、空乏化してい
ない。空乏化し、た領域は、読み出しの転送時には容量
として寄与しないので、このどぎの容（ｄ、はＮ゛層１
４とＰ領域との接合容宿だ（づである。したかっ−客用
は従来より大幅に低減されるため、取り残し址は著しく
低減さＪｉ、る。
ない。空乏化し、た領域は、読み出しの転送時には容量
として寄与しないので、このどぎの容（ｄ、はＮ゛層１
４とＰ領域との接合容宿だ（づである。したかっ−客用
は従来より大幅に低減されるため、取り残し址は著しく
低減さＪｉ、る。
シリコンの場合Ｎ一層か空乏化するための不純物面密度
は３．］、３Ｘ １０１２ａｎ−２以下であることが必
要である。〔文献、１．Ｓ、Ｔ、Ｈ［ＪＡＮＧ： ＯＮ
Ｔｌ１）ミＩ）ＥＳＩＧＮ ＯＦ丁ＯＮ ＩＭＰＬＡ
ＮＴＦ、ｌ） ＩＩＵＲＩＥＤ ＣＨＡＮＮＩＥｌ、Ｃ
１１ＡＲＧＥ ＣＯ［Ｉｒ’ＬＥＤＤＩＥＶＪＣＩＥＳ
（ＢＣＣＤｓ） （Ｓｏｌ、１ｄ−３ｔａｔｅ Ｅ］
、ｅｃｔｒｏｎｊＣｓ。
は３．］、３Ｘ １０１２ａｎ−２以下であることが必
要である。〔文献、１．Ｓ、Ｔ、Ｈ［ＪＡＮＧ： ＯＮ
Ｔｌ１）ミＩ）ＥＳＩＧＮ ＯＦ丁ＯＮ ＩＭＰＬＡ
ＮＴＦ、ｌ） ＩＩＵＲＩＥＤ ＣＨＡＮＮＩＥｌ、Ｃ
１１ＡＲＧＥ ＣＯ［Ｉｒ’ＬＥＤＤＩＥＶＪＣＩＥＳ
（ＢＣＣＤｓ） （Ｓｏｌ、１ｄ−３ｔａｔｅ Ｅ］
、ｅｃｔｒｏｎｊＣｓ。
１９７７ Ｖｏ］、２０．ｐｐ ６６５−６６９））第
［の実施例で、ＰＤの容量が小さすぎるとダイナミック
レンジが小さくなりすぎることがある。
［の実施例で、ＰＤの容量が小さすぎるとダイナミック
レンジが小さくなりすぎることがある。
この場合には、第４図に示す第２の実施例のように、表
面トこＰ層１８を形成したＰＩＴ）５ｂとすればよい。
面トこＰ層１８を形成したＰＩＴ）５ｂとすればよい。
この場合ＰｗＪ１．８との接合面が容量に寄与するため
、ダイナミックレンジを増すことができる。それはかり
てはなく、ＰＮ接合面が表面側にも形成されるため、第
１の実施例の場合よりも短波長感度が向上するというメ
リットがある。また、第１の実施例では、Ｎ一層Ｊ３の
表面が空乏化状態のため、暗′ｉｕ流が発と１ニジやず
いが、第２の実施例では表面がＰ層７て覆われているた
め、暗電流が発生しにくいという利点がある。またＮ“
層１４の表面にＰ層が存在しなくてもかまわない。
、ダイナミックレンジを増すことができる。それはかり
てはなく、ＰＮ接合面が表面側にも形成されるため、第
１の実施例の場合よりも短波長感度が向上するというメ
リットがある。また、第１の実施例では、Ｎ一層Ｊ３の
表面が空乏化状態のため、暗′ｉｕ流が発と１ニジやず
いが、第２の実施例では表面がＰ層７て覆われているた
め、暗電流が発生しにくいという利点がある。またＮ“
層１４の表面にＰ層が存在しなくてもかまわない。
次に第３の実施例を、第５図を用いて説明する。
固体撮像素子には、過大光量が入射した場合に、過剰電
荷があふれ出すことによって生じるフルーミング現象が
ある。この対策として、第５図に示すように、Ｎ基板上
にＰウェル１９を形成し、その中に、Ｐ Ｄ、垂直転送
ＣＣＤ等を形成する方法が用いらｔｌ、る。このとき、
ＰＤ５ｃの下のＰウェルは、垂直転送ＣＣＤ ６の下の
Ｐウェルより浅く若しくは低濃度で形成し、Ｐウェル】
９とＮ基板の間に逆バイアス電圧２０を印加し、ＰＤ５
ｃの十のＰウェルを空乏化状態とすることによって、Ｐ
［１５ｃ内の過剰電荷をＮ基板に流し去る、二のとき
ｒ） ｒ：ｌがＮ一層だけで形成されている場合は、上
に述へた過剰電荷の排出を制御性よく製造することは困
ガ１てｊろる。こ九に対し、第５図に示すようにＮ′″
層１４を形成することによって、Ｎ＋層の下の１）ウェ
ルから過剰電荷を排出する素子を制御性よく製造するこ
とができる。
荷があふれ出すことによって生じるフルーミング現象が
ある。この対策として、第５図に示すように、Ｎ基板上
にＰウェル１９を形成し、その中に、Ｐ Ｄ、垂直転送
ＣＣＤ等を形成する方法が用いらｔｌ、る。このとき、
ＰＤ５ｃの下のＰウェルは、垂直転送ＣＣＤ ６の下の
Ｐウェルより浅く若しくは低濃度で形成し、Ｐウェル】
９とＮ基板の間に逆バイアス電圧２０を印加し、ＰＤ５
ｃの十のＰウェルを空乏化状態とすることによって、Ｐ
［１５ｃ内の過剰電荷をＮ基板に流し去る、二のとき
ｒ） ｒ：ｌがＮ一層だけで形成されている場合は、上
に述へた過剰電荷の排出を制御性よく製造することは困
ガ１てｊろる。こ九に対し、第５図に示すようにＮ′″
層１４を形成することによって、Ｎ＋層の下の１）ウェ
ルから過剰電荷を排出する素子を制御性よく製造するこ
とができる。
上記実施例はいずれもインターライン転送Ｃ（じＤで示
したＰＮ接合フォトダイオ−１〜を光電変換部として用
いる撮像素子ならば、もちろん有効である。
したＰＮ接合フォトダイオ−１〜を光電変換部として用
いる撮像素子ならば、もちろん有効である。
（発明の効果）
以上のように、本発明は、光電変換部に高面密度不純物
層と低面密度不純物層とを共存させる構造とすることに
よって残像現象を大幅に改善することができるとともに
、過剰電荷排出能力をもった素子を制御性よく製造する
ことができ、その実用的効果は犬なるものがある。
層と低面密度不純物層とを共存させる構造とすることに
よって残像現象を大幅に改善することができるとともに
、過剰電荷排出能力をもった素子を制御性よく製造する
ことができ、その実用的効果は犬なるものがある。
第１図は、インツーライン転送ＣＣＤの構成図、第２図
（ａ）は、従来例の要部断面構造を示す図、第２図（１
〕）は、その電位分布図、第３図（ａ）は、本発明の第
１の実施例の要部断面構造を示す図、第３図（ｂ）は、
その電位分布図、第４図は、第２の実施例の要部断面構
造を示す図、第５図は、第３の実施例の要部断面構造を
示す図である。 ■ ・ フォ１ヘダイオート、 ２ ・ 垂直転送Ｃ（
Ｔ、 Ｕ）、 ３ ・ 水平転送ＣＣＤ、 ４ ・・電
荷検知出力部、５ａ、５ｂ、５ｃ −Ｐ Ｄ、 ６ ・
・ 垂直転送ＣＣＤチャンネル、 ８ ・読み出しグー
１−チャンネル、１３・・ 低面密度不純物層、１７１
・高面密度不純物層、１９− ））ウェル。 特許出願人 松下電子工業株式会７１゜第１図 Ａ Ａ’ 第２図 第３図 ７ １０１１ 第４図 第５図
（ａ）は、従来例の要部断面構造を示す図、第２図（１
〕）は、その電位分布図、第３図（ａ）は、本発明の第
１の実施例の要部断面構造を示す図、第３図（ｂ）は、
その電位分布図、第４図は、第２の実施例の要部断面構
造を示す図、第５図は、第３の実施例の要部断面構造を
示す図である。 ■ ・ フォ１ヘダイオート、 ２ ・ 垂直転送Ｃ（
Ｔ、 Ｕ）、 ３ ・ 水平転送ＣＣＤ、 ４ ・・電
荷検知出力部、５ａ、５ｂ、５ｃ −Ｐ Ｄ、 ６ ・
・ 垂直転送ＣＣＤチャンネル、 ８ ・読み出しグー
１−チャンネル、１３・・ 低面密度不純物層、１７１
・高面密度不純物層、１９− ））ウェル。 特許出願人 松下電子工業株式会７１゜第１図 Ａ Ａ’ 第２図 第３図 ７ １０１１ 第４図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （］、） −−−一導電型不純物領域内に形成された反
対導電型領域を光電変換素子とする固体撮像装置におい
て、前記反対導電型領域が、不純物面密度が低い第１の
領域と、前記第１の領域よりも不純物面密度が高い第２
の領域とによって構成されていることを特徴とする固体
撮像装置。 （２）前記反対導電型領域の表面に、前記−導電型不純
物領域と同一導電型不純物層が形成されていることを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の固体撮像装置
。 （：３）前記−・導電型不純物領域が反対導電型基板内
に形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項若しくは第（２）項記載の固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113183A JPH0650774B2 (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113183A JPH0650774B2 (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257566A true JPS60257566A (ja) | 1985-12-19 |
| JPH0650774B2 JPH0650774B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=14605653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59113183A Expired - Lifetime JPH0650774B2 (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650774B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6255960A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-11 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| EP0253330A2 (en) * | 1986-07-11 | 1988-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image pickup device |
| EP0332173A2 (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image pickup device |
| JPH04260369A (ja) * | 1991-02-15 | 1992-09-16 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57173273A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-25 | Nec Corp | Solid-state image pickup device |
| JPS58142682A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-08-24 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS59202662A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-16 | Sharp Corp | 固体撮像装置 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP59113183A patent/JPH0650774B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57173273A (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-25 | Nec Corp | Solid-state image pickup device |
| JPS58142682A (ja) * | 1982-02-18 | 1983-08-24 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| JPS59202662A (ja) * | 1983-04-30 | 1984-11-16 | Sharp Corp | 固体撮像装置 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6255960A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-11 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| JPH0436582B2 (ja) * | 1985-09-05 | 1992-06-16 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| EP0253330A2 (en) * | 1986-07-11 | 1988-01-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image pickup device |
| EP0332173A2 (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state image pickup device |
| JPH04260369A (ja) * | 1991-02-15 | 1992-09-16 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0650774B2 (ja) | 1994-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |