JPS6076884A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPS6076884A JPS6076884A JP58185289A JP18528983A JPS6076884A JP S6076884 A JPS6076884 A JP S6076884A JP 58185289 A JP58185289 A JP 58185289A JP 18528983 A JP18528983 A JP 18528983A JP S6076884 A JPS6076884 A JP S6076884A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 14
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/158—Charge-coupled device [CCD] image sensors having arrangements for blooming suppression
Landscapes
- 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】
産業上の利用分野
本発明は固体撮像装置およびその製造方法にしするもの
である。
である。
近年、固体撮像装置の特性向上I′i著しく基本特性に
おいて撮像管に寸さるものもあられれてきた。
おいて撮像管に寸さるものもあられれてきた。
しかしながら、強いスポット元がl(、’、 41さ)
′L/こ時発生ずるスミアおよびブルーミンク4゛h件
は依然として固体撮像素子特有の問題として残っている
。この欠点を補うものとして神々素子構造の検3:1が
行: なわれ現段階ではP−ウェル構造が最も効果的で
あるといわれている。
′L/こ時発生ずるスミアおよびブルーミンク4゛h件
は依然として固体撮像素子特有の問題として残っている
。この欠点を補うものとして神々素子構造の検3:1が
行: なわれ現段階ではP−ウェル構造が最も効果的で
あるといわれている。
第1図は従来のP−ウェル構造COD型固体撮1 像装
置の1子断面図を示すものである。第1図において1は
信号電荷を蓄積する光電変換部52は° 光電変換部よ
り転送部へ信号電荷を移送する移送ゲート、3は転送用
駆動パルスを印加する転送部; 極、4VL信号電荷が
転送される埋め込みチャンネル、5はゲート酸化1撲、
6はcap活性領域を形成するP−ウコ力し部、7はN
型Si 基板である。
置の1子断面図を示すものである。第1図において1は
信号電荷を蓄積する光電変換部52は° 光電変換部よ
り転送部へ信号電荷を移送する移送ゲート、3は転送用
駆動パルスを印加する転送部; 極、4VL信号電荷が
転送される埋め込みチャンネル、5はゲート酸化1撲、
6はcap活性領域を形成するP−ウコ力し部、7はN
型Si 基板である。
ここでP−ウェル部6は2段の濃度プロファイル1 領
域から形成される。光電変換部1周辺は層中ば狭く不純
物濃度も低い。一方埋め込みチャンネル以、」二のよう
に構成され/こP−ウェル構造素子においてその動11
丁を以下に説明する。
域から形成される。光電変換部1周辺は層中ば狭く不純
物濃度も低い。一方埋め込みチャンネル以、」二のよう
に構成され/こP−ウェル構造素子においてその動11
丁を以下に説明する。
+
N 層からなる光電変換部1」:り入射した光はP−ウ
ェル部らにて電子−正孔ス1を発生ずる。この電子は信
は電荷として光電変換部1に蓄積されるが、電子の一部
は移送ゲート2の重下を4b°1方向に拡散して直接転
送チャンネル4に流入する。この雑音成分がスミア現象
である。−また強い光が照射され、光電変換部1に蓄積
される電荷h:が飽和値を越える」:うになると移送ゲ
ー用・2のオン、オフとは無関係に転送チャンネルにあ
ふれ出す1、これがブルーミング現象である。
ェル部らにて電子−正孔ス1を発生ずる。この電子は信
は電荷として光電変換部1に蓄積されるが、電子の一部
は移送ゲート2の重下を4b°1方向に拡散して直接転
送チャンネル4に流入する。この雑音成分がスミア現象
である。−また強い光が照射され、光電変換部1に蓄積
される電荷h:が飽和値を越える」:うになると移送ゲ
ー用・2のオン、オフとは無関係に転送チャンネルにあ
ふれ出す1、これがブルーミング現象である。
この2つの問題r’爪を解消する手jグとしてPウェル
構造は1ず電子−正([、対を発生させる光′Ib、変
換活性領域の「1」を極力しぼり込んでいる。通常光電
変換部1周辺のPウェル層11]は47J程度としてい
る。次に飽和シ上の過剰電荷は素子車重方向のN1(光
電変換部1)−P(Pウェル6)−N(N基板7)構造
トランジスタのパンチスルー現象を利用して縦方向にぬ
こうとするものである。すなわちN基板7とPウェル6
間に逆バイアスを印加することに」:す、Pウェル層を
空令化してボテン/ヤル分布のM適化を図り、過1!1
1電荷を基板内に掃き出そうとするものである。しプこ
かって光電変換N5lj 1周辺のP−ウェル領域):
JJ狭く不純物濃度も低いものが必要である。−力信号
読み出し部である埋め込みチャンネル部4は光電変換特
性とは独)′f、l/ζ高電川か印加さ用、しかも逆バ
イアスされてもりと令化−田す転送JFJr性に支障を
き/こさない必要がある。そのため転送部周辺のP−ウ
ェルは光電変換F?li周辺と比へ、その11」も広く
不純物濃度も高くなりれけならない。、 この」、うに上記したP−ウエルイ1η造では2段の淵
1βプロファイルか必要で、その最適化にはイオノ7’
lE人およ0・ドライブイン条件等のプロセス而での非
常に高存度のフントロールが要求される。捷/こ本質的
にP−ウェル構造を必要としない移送ゲートや転送チャ
ンネルの特性もP−ウェルの形成条件によりノ、:、右
され安定しないという欠点を有している。
構造は1ず電子−正([、対を発生させる光′Ib、変
換活性領域の「1」を極力しぼり込んでいる。通常光電
変換部1周辺のPウェル層11]は47J程度としてい
る。次に飽和シ上の過剰電荷は素子車重方向のN1(光
電変換部1)−P(Pウェル6)−N(N基板7)構造
トランジスタのパンチスルー現象を利用して縦方向にぬ
こうとするものである。すなわちN基板7とPウェル6
間に逆バイアスを印加することに」:す、Pウェル層を
空令化してボテン/ヤル分布のM適化を図り、過1!1
1電荷を基板内に掃き出そうとするものである。しプこ
かって光電変換N5lj 1周辺のP−ウェル領域):
JJ狭く不純物濃度も低いものが必要である。−力信号
読み出し部である埋め込みチャンネル部4は光電変換特
性とは独)′f、l/ζ高電川か印加さ用、しかも逆バ
イアスされてもりと令化−田す転送JFJr性に支障を
き/こさない必要がある。そのため転送部周辺のP−ウ
ェルは光電変換F?li周辺と比へ、その11」も広く
不純物濃度も高くなりれけならない。、 この」、うに上記したP−ウエルイ1η造では2段の淵
1βプロファイルか必要で、その最適化にはイオノ7’
lE人およ0・ドライブイン条件等のプロセス而での非
常に高存度のフントロールが要求される。捷/こ本質的
にP−ウェル構造を必要としない移送ゲートや転送チャ
ンネルの特性もP−ウェルの形成条件によりノ、:、右
され安定しないという欠点を有している。
発明の目的
本発明は」2記欠点を鑑み、プロセス的に簡便で安定し
た信号読み出し特性を維持しつつスミアおよびブルーミ
ング現象を除去することのできる固体撮像装置およびそ
の製造方法′f:提供するものである。
た信号読み出し特性を維持しつつスミアおよびブルーミ
ング現象を除去することのできる固体撮像装置およびそ
の製造方法′f:提供するものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の固体撮像装置は光′
iL変換部の下部に埋め込み型オーバフロートレインを
形成する構成をとり、その製造方法として、半導体基4
Iil/1mオーパフr、r−トレイン内μm1め込み
拡散層を設け、前記半専体基板士(lζエピタキンヤル
層を形成17、前記エピタキシャル層に光1L変換部お
よび信号電荷読み出し手段を形成するものである。
iL変換部の下部に埋め込み型オーバフロートレインを
形成する構成をとり、その製造方法として、半導体基4
Iil/1mオーパフr、r−トレイン内μm1め込み
拡散層を設け、前記半専体基板士(lζエピタキンヤル
層を形成17、前記エピタキシャル層に光1L変換部お
よび信号電荷読み出し手段を形成するものである。
実砲例の説明
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第2図は本発明の第1の実施例における素子断面図を示
すものである。第2図において11は光電変換部、12
け移送ゲート、13は転送型枠、14は転送チャンネル
、16にゲート酸化11つ、16はCOD活性領域が形
成されるP型エピタキ7ヤル層、17−1P型S1基板
、18は前記光電変換iζ1への真下に設けられた埋め
込み型オーバフロードレイン、19は前記オーバフロー
ドレイン形成用として前記PJ1.l!81基4ν内に
設けられた埋め込み拡散層である。
すものである。第2図において11は光電変換部、12
け移送ゲート、13は転送型枠、14は転送チャンネル
、16にゲート酸化11つ、16はCOD活性領域が形
成されるP型エピタキ7ヤル層、17−1P型S1基板
、18は前記光電変換iζ1への真下に設けられた埋め
込み型オーバフロードレイン、19は前記オーバフロー
ドレイン形成用として前記PJ1.l!81基4ν内に
設けられた埋め込み拡散層である。
次に第2図に示す素子構造の製造方法についてν1;へ
る3、比抵抗0.1 KJl’+)!−数100anの
範囲のPJ111Si基板17に寸ずJlijめ込みメ
ーバフロードレイン内のN型拡散層19を選択的に形成
する1、形成θ、は熱拡散でもイオン注入法でもか寸わ
ない。
る3、比抵抗0.1 KJl’+)!−数100anの
範囲のPJ111Si基板17に寸ずJlijめ込みメ
ーバフロードレイン内のN型拡散層19を選択的に形成
する1、形成θ、は熱拡散でもイオン注入法でもか寸わ
ない。
この基板17斗−にP型化抵抗8〜12 QCnrのエ
ピタキシャル層16を堆積する。エビ11φ厚は6−8
μmである。このエビ層16上にCOD標準プロセスC
(より固体撮像装置を形成する。CODプロセスに含寸
れる熱処理により埋め込み拡散層のN型不純物はエビ層
16内にオー1−1・−プされ約2μmのオーバフロー
ドレイン領域が形成される8こうして作られたN(光電
変換部11)−P(P型エビ層間−N(埋め込みオーバ
フロードレイン18)構造は前記した従来例のP−ウェ
ル構造のものとは異なり、光電変換部11周辺のみの1
段構造でよく、プロセス制御は非常に容易なものである
。
ピタキシャル層16を堆積する。エビ11φ厚は6−8
μmである。このエビ層16上にCOD標準プロセスC
(より固体撮像装置を形成する。CODプロセスに含寸
れる熱処理により埋め込み拡散層のN型不純物はエビ層
16内にオー1−1・−プされ約2μmのオーバフロー
ドレイン領域が形成される8こうして作られたN(光電
変換部11)−P(P型エビ層間−N(埋め込みオーバ
フロードレイン18)構造は前記した従来例のP−ウェ
ル構造のものとは異なり、光電変換部11周辺のみの1
段構造でよく、プロセス制御は非常に容易なものである
。
また濃度プロファイルも不確実要素を含むPN接合部の
トランジェント領域がバルク1111のみに存在するこ
とになるので特性的にも安定したものとなる。
トランジェント領域がバルク1111のみに存在するこ
とになるので特性的にも安定したものとなる。
以」二のように構成された埋め込み型オーバフロードレ
イン構造における撮像動作を以下に説明する。
イン構造における撮像動作を以下に説明する。
光を電気信号にかえる光1(J4変換作川は光電変換部
11と埋め込みオーバフロートレイン18の間)rIJ
型エピタキシャル層で行なわれる。発生した信号電荷
の横方向拡散(スミア現象)や光電変換部11からのあ
ふれ出しくプルーミング現象)対策についてはすでに述
べた従来例のPウェル構造と同様にP型エピタキシャル
層16の11]をしぼり込み、N−P−Nからなる縦型
トランジスタ構造のパンデスルー効果を利用する。すな
わち、埋め込ミオーバフロードレイン18eP型・エピ
タキシャル層16に対してバイアスをがけるのである。
11と埋め込みオーバフロートレイン18の間)rIJ
型エピタキシャル層で行なわれる。発生した信号電荷
の横方向拡散(スミア現象)や光電変換部11からのあ
ふれ出しくプルーミング現象)対策についてはすでに述
べた従来例のPウェル構造と同様にP型エピタキシャル
層16の11]をしぼり込み、N−P−Nからなる縦型
トランジスタ構造のパンデスルー効果を利用する。すな
わち、埋め込ミオーバフロードレイン18eP型・エピ
タキシャル層16に対してバイアスをがけるのである。
このnl、′ip−ウェルH1造と比較して、P型エピ
タキシャルJul i 6のrIJi1段の埋め込み1
゛レインのコントロールだけで決定できる為しばり込み
も容易となる。また一方、移送ゲート12および転送チ
ャンネルは直接エピタキシャル層上に形成できるため、
基板比抵抗により一義的に決まるV、値や$m、 n
(空令化電圧月16の設定がプロセス条件に左右されず
任意にしかも均一に行うことができる。
タキシャルJul i 6のrIJi1段の埋め込み1
゛レインのコントロールだけで決定できる為しばり込み
も容易となる。また一方、移送ゲート12および転送チ
ャンネルは直接エピタキシャル層上に形成できるため、
基板比抵抗により一義的に決まるV、値や$m、 n
(空令化電圧月16の設定がプロセス条件に左右されず
任意にしかも均一に行うことができる。
以上のように本実施例によれば、光7に変換714の下
部に埋め込み型オーバフロー)−゛レインfB’/fる
ことにより、簡単なプロセス技術でN −P −N構造
の縦型オーバ70−ドレイン機能にょジスミアおよびプ
ルーミングを除去することができるととも[MOS )
ランジスタのスイッチング特性やCCD転送躬°性をも
設δ[通シのltk性を得ることができ、固体撮像装置
としての総合唱°性全4ναさせることができる。
部に埋め込み型オーバフロー)−゛レインfB’/fる
ことにより、簡単なプロセス技術でN −P −N構造
の縦型オーバ70−ドレイン機能にょジスミアおよびプ
ルーミングを除去することができるととも[MOS )
ランジスタのスイッチング特性やCCD転送躬°性をも
設δ[通シのltk性を得ることができ、固体撮像装置
としての総合唱°性全4ναさせることができる。
以下不発明の第2の実施例について図面を参照しながら
説明する。
説明する。
第3図は不発明の第2の実施例を示す素子断面図である
。同図において、11の光電変換部から17のP型81
基板までの溝IJMは第2図と同様なものである。
。同図において、11の光電変換部から17のP型81
基板までの溝IJMは第2図と同様なものである。
第2図の構成と異なるのけ埋め込み型オーバフロードレ
インが光電変換部をとり囲むように巾の広い部分iBa
とせまい部分18bから形成される点である。この構造
を形成するKdP型81基板17内に設ける埋め込み拡
散層を高グ〉庇部19゛aと低濃度部19bにわけ濃度
差による拡散長の違いを利用することにより容易に実現
することができる。
インが光電変換部をとり囲むように巾の広い部分iBa
とせまい部分18bから形成される点である。この構造
を形成するKdP型81基板17内に設ける埋め込み拡
散層を高グ〉庇部19゛aと低濃度部19bにわけ濃度
差による拡散長の違いを利用することにより容易に実現
することができる。
J: ncのように構成された埋め込み型メーパフロー
ドレインの動作を以下に説明する。N −P −N構造
の縦型トラン22271間性を利用したプルーミング抑
制効果については第1実施例と全く同じである。一方、
スミア抑制機能についてはその形状効果より倍加される
。すなわち光電変換部11をとりかこむようにオーバフ
ロードレインff1i 全形成することに」:す、P型
エビ層16内に発生する信号電荷i−h I;“♂ヱカ
向の拡散が完全に抑制さ)11、スミア成分は無視でき
るものとなる。
ドレインの動作を以下に説明する。N −P −N構造
の縦型トラン22271間性を利用したプルーミング抑
制効果については第1実施例と全く同じである。一方、
スミア抑制機能についてはその形状効果より倍加される
。すなわち光電変換部11をとりかこむようにオーバフ
ロードレインff1i 全形成することに」:す、P型
エビ層16内に発生する信号電荷i−h I;“♂ヱカ
向の拡散が完全に抑制さ)11、スミア成分は無視でき
るものとなる。
以上のように埋め込みオーパンロー1゛レイン部の形状
を光電変換部を包囲するようなものにすることによりス
ミア現象を完全に除去することができる。
を光電変換部を包囲するようなものにすることによりス
ミア現象を完全に除去することができる。
なお上記実施例においてはNチャンネルC1CD川とし
てP型エビタギンヤル層を用いたがPチャンネル川とし
てN型エビクギンヤル層を用いても」:いことは計う寸
でもない。
てP型エビタギンヤル層を用いたがPチャンネル川とし
てN型エビクギンヤル層を用いても」:いことは計う寸
でもない。
オだ上記実施例においてはccD型固体撮像装:uVC
ついて述べたが、本発明−IV(OS型固体撮像装置に
も適用でき、さらに−次元および二次元のいずizの固
体撮像装置にも適用できるものである。
ついて述べたが、本発明−IV(OS型固体撮像装置に
も適用でき、さらに−次元および二次元のいずizの固
体撮像装置にも適用できるものである。
発明の効果
以上のように本発明は固体撮像装置において光電変換部
の下部に埋め込み型オーバフロードレインを設けること
により、筒中なプロセス技術で、安定した電荷読み出し
![1゛性を達成しつつ、スミアおよびブルーミング現
象を完全に除去することができ、その実用的効果は大な
るものがある。
の下部に埋め込み型オーバフロードレインを設けること
により、筒中なプロセス技術で、安定した電荷読み出し
![1゛性を達成しつつ、スミアおよびブルーミング現
象を完全に除去することができ、その実用的効果は大な
るものがある。
第1図は1t’fl来のPウェル(11j造CCD型固
体撮像装置の素子断面図、第2図は本発明の第1の実施
例における埋め込み型オーバーフロードレイン構造の素
子断面1図、第3図は本発明の第2の実施例における素
子断面図である。 11 ゛−光電変換部、12 ・・移送ゲート、14−
”°転送チャンネル、1s−−P型エピタキシャル層
、18””・・埋め込み型オーバフロードレイン。 代P11人の氏名 弁!11士 中 尾 敏 男 ほか
1名第 1 図
体撮像装置の素子断面図、第2図は本発明の第1の実施
例における埋め込み型オーバーフロードレイン構造の素
子断面1図、第3図は本発明の第2の実施例における素
子断面図である。 11 ゛−光電変換部、12 ・・移送ゲート、14−
”°転送チャンネル、1s−−P型エピタキシャル層
、18””・・埋め込み型オーバフロードレイン。 代P11人の氏名 弁!11士 中 尾 敏 男 ほか
1名第 1 図
Claims (2)
- (1) エビタキ/ヤル基板に形成された複敬個の消電
変換部と、前記光電変換部に蓄積された信士電荷を読み
出す手段と、前記光電変換部の下世に形成された埋め込
み型オーバフロードレインを有する固体撮像装置。 - (2)半導体基板にオーバフロードレイン用埋めジみ拡
散層を設ける工程と、前記半導体基板上げエピタキシャ
ル層を形成する工程と、前記エピタキシャル層に光電変
換部および信号電荷読膨出し手段を形成する工程とをそ
なえた固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58185289A JPH0614544B2 (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58185289A JPH0614544B2 (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6076884A true JPS6076884A (ja) | 1985-05-01 |
JPH0614544B2 JPH0614544B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=16168241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58185289A Expired - Lifetime JPH0614544B2 (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0614544B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0774334A (ja) * | 1990-05-11 | 1995-03-17 | Gold Star Electron Co Ltd | Ccd映像素子およびその製造方法 |
US6106306A (en) * | 1996-03-21 | 2000-08-22 | Framatome Connectors International | Electrical connector housing having projecting parts with reduced size fitting gap dimensions |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56152466U (ja) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58185289A patent/JPH0614544B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS56152466U (ja) * | 1980-04-16 | 1981-11-14 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0614544B2 (ja) | 1994-02-23 |
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