JPS6080272A - 電荷転送素子 - Google Patents

電荷転送素子

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JPS6080272A
JPS6080272A JP58187862A JP18786283A JPS6080272A JP S6080272 A JPS6080272 A JP S6080272A JP 58187862 A JP58187862 A JP 58187862A JP 18786283 A JP18786283 A JP 18786283A JP S6080272 A JPS6080272 A JP S6080272A
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JP
Japan
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transfer
electrode
section
transfer electrode
wiring pattern
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Pending
Application number
JP58187862A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Kinoshita
貴雄 木下
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to DE3436632A priority patent/DE3436632C2/de
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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

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  • 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)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は高速転送特性の優れた電荷転送素子に関する。
(従来技術) 従来CODやBBD等の電荷転送素子を用いた第1図(
a)のようなラインセンサーやイメージセンサ−が種々
考えられているが、このようなセンサーにおいては高集
積化が進みつつあると共に転送速度の高速化が図られて
いる。
一方、センサーにおいては、開口率を向上させる為に受
光面内に極力遮光部分の無いよ′うな構造が必要とされ
ている。又、光電変換部への光入射を極力増大させる為
に転送電極としてポリ・シリコン等の透明電極を用いる
事が多い。
ところが、このようなポリ・シリコンは比較的導電率が
低いうえに、前述のような開口率向上の為に、より薄く
されるようになってきている。
従って転送電極自身の持っている抵抗と、半導体基板と
電極間の容量とによって、第1図(b)のような分布定
数回路が形成される。
尚、第1図(a)は転送電極PRのパターン例を示す図
である。又、Rは抵抗、Cは容量である。この為第2図
に示すように入力端■の制御波形は■。
■に示すように徐々になまってしまい、種々の問題を引
きおこす。
即ち、転送電極パターンの中央部付近で制御波形がなま
る為に、電極下のポテンシャル・ウェルが浅くなってし
まい転送効率が低下してしまう。
又、このような転送効率の低下を防ぐ為に入力端子■に
高圧をかけるようにした場合にはパワーロスが極めて大
きい。
又、転送電極パター・ンの中央部と周辺部とで夫々形成
されるポテンシャル・ウェルの形状が異なるので、シェ
ーディング現象が著しい。このような問題は特に第2図
■の制御信号が高周波になる程大きい。
一般にイメージセンサ−の高解像度化を図ろうとする場
合には単位時間当たりに読み出すビット数を増やさねば
ならないが、上述の欠点はこのような転送速度の高速化
にとって大きな障害となっていた。
(目 的) 本発明は、上述のような電荷転送素子の欠点を解決する
事を目的とする。
又、転送りロック波形のなまりを低減化し得る電荷転送
素子を提供する事を目的とする。
又、高集積化が可能であって、しかも高速転送が可能な
電荷転送素子を提供する事を目的とする。
又、スミアやシェーディングの少ない電荷転送素子を提
供する事を目的としている。
(実施例) 以下本発明を実施例に基づき詳細に説明する。
第6図(a)〜(d)は本発明の第1実施例を示す図で
、フレーム・トランスファー型CCDによるイメージセ
ンサ−に本発明を適用した場合のものである。
第6図(a)は電極パターンを示す図、同図(b)は同
図(a)のA−N断面図、同図(C)はB −B/断面
図、同図(d)はC−C/断面図である。
図中1は撮像部、2は蓄積部、己は水平シフトレジスタ
、4は出力アンプ、5は撮像部1の転送電極、6は蓄積
部2,7は水平シフトレジスタ3の転送電極で5〜7は
共に例えばポリ・シリコンのような比較的導電率の低い
透明物質から成る。
各転送電極は半導体基板8上に絶縁層9を介して設けら
れている。
C8はチャンネル・ストップであり、半導体基板8が例
えばP型シリコンから成る場合には P+半導体を拡散
させる等の方法により形成されている。VEは仮想電極
であって例えばポロンをイオン注入させたものである。
又、PIは転送電極5による転送等を制御する為の転送
りロック信号、Psは転送電極6による転送等を制御す
る為の転送りロック信号、Sは転送電極7による転送等
を制御する為の転送りロック信号である。
11〜16は各転送電極5〜70表面に蒸着等により形
成された本発明に係る配線手段としての比較的高導電率
物質であるアルミニウム配線パターンであり、本実施例
ではチャンネル・ストップC8上及び転送電極の内面角
を外れた外周に配置されている 又、本実施例ではこのアルミニウム配線パターンは連続
的に接続されている。
又、10は酸化シリコン等の絶縁層テあって、IC全体
を保護する為のものである。
このように構成されているので、例えば信号PIとして
ローレベルの信号を印加すると、撮像部1に入射した像
に対応する電荷の分布は夫々チャンネル・ストップcB
と転送電極5に囲まれた仮想電極下のポテンシャルに普
請(?−スー次いで信号PI 、PSに対して約6パル
スを供給する事により、前記撮像部1の仮想電極下の電
荷は蓄積部20例えに仮想電極下に蓄積される。
又、この蓄積部内の電荷は信号PS及びSを供給する事
により、1行分ずつ読み出す事ができる。
本実施例によれば、転送りロック信号PI。
PSは夫々電極5,6の両端から入力されるが、その際
ポリ・シリコン電極はその表面方向にアルミニウム配線
パターン11によ塾部分的に短絡されているので、ポリ
嗜シリコン電極パターン内の分布抵抗は実質的に零とな
り、転送りロック信号波形のなまりは最小限に抑える事
ができる。
しかも、本実施例ではアルミニウム配線パターンは撮像
部内の画素に影響を与えない位置、即ち転送電極の外周
部及びチャンネル・ストップ上に配置されるので、撮像
部の開口率に何ら影響を与えない。
又、本実施例ではアルミニウム配線パターンは連続的に
接続されているので、転送電極内に抵抗分布のムラが生
じK〈い。
又、本実施例では蓄積部20転送電極6を撮像部の転送
電極5と同じ物質により構成しているので、IC製造プ
ロセスが簡単となる。
又、本実施例では転送電極としてポリ拳シリコンのよう
な導電率の高い、即ちエツチング速度の遅い物質を用い
ているので、微細エツチングが可能で高集積化に適して
おり、又転送電極の表面方向の分布抵抗は比較的高導電
率の配線により低く抑えているので高速転送が可能とな
る。又、これKよ)逆に転送電極のポリ・シリコンの厚
さを薄くする事ができるので背色に対する感度、ひいて
はセンサー全体の感度を高める事ができる。
尚、本実施例では配線手段としてアルミニウム配線パタ
ーンを用いたが、例えばシリサイドモリブデン、シリサ
イドタングステン、シリサイドタンタル、シリサイドチ
タンのような比較的高導電率かつ高融点の金属を用いて
も良い。
又、転送電極としてはポリ・シリコン以外にも酸化スズ
のような導電率の高い、透明な物質であっても良い。
次に第4図(a)〜(d)は本発明の第2実施例を示す
図であり、同図(a)は電極パターン図、同図(b)は
そのA −A/断面図、同図(C)はB−B/断面図、
同図(d)はC−C/断面図であり、第6図(a)〜(
d)と同じ符番のものは同じ要素を示す。本実施例では
配線手段としてのアルミニウム配線パターン11/、1
2’を転送電極5.6の内の画角を外れた外周部分及び
転送電極の水平方向の表面に蒸着等により形成している
このように構成した場合には、アルミニウム配線が画素
の一部を覆うので若干開口率は低下するが、第1実施例
とほぼ同等の効果を得る事ができる。尚、撮像部の画角
内の水平方向のアルミニウム配線パターンは細い方が望
ましいのは勿論である。
又、第5図(a) 、 (b)は本発明の第3実施例を
示す図で、同図(a)は電極図、同図(b)は七〇B−
Ey断面図である。本実施例は蓄積部2及び水平シフト
レジスタ3の配線手段の他の例を示すものである。
図中第1〜第4図と同じ符番は同じ要素を示す。
尚、蓄積部2の配線層15と水平シフトレジスタρ配線
層15’とは絶縁されている。14.14’は配線層1
5.15’と転送電極6,7とを夫々後数ケ所で接続す
る為の接続部である。この接続部は第5図(b)の転送
電極6を形成した後、絶縁用酸化膜10を形成するとき
にマスクによりこの接続部だけ酸化膜を形成しないよう
にしておき、次いで配線層15を蒸着する時この穴を介
して配線層15と転送電極とを電気的に接続するもので
ある。
このように構成する事により配線層によって遮光をも行
う事ができる効果を有する。
尚、転送電極6の材質、配線手段としての配線層の材質
は第1.第2実施例と同じであれば良い。
尚、本実施例では接続部は少なくとも転送電極の両端近
傍と中央近傍とを配線層によって短絡し得るよう6つ以
上設けられている事を特徴として、・る。
(効 果) 以上説明した如く、本発明によれば、電荷転送素子にお
い1半導体基板に対し絶縁層を介して設けられた比較的
低い導電率の物質から成る転送電極と、該転送電極の表
面方向に沿って設けられ転送電極の一部を短絡する為の
比較的高い導電率の物質から成る配線手段とを有するの
で、転送電極のエツチングの微細化が可能であって高集
積化が図れると共に、その場合の転送波形のなまりを無
くす事ができるので、高速転送が可能とな9スミアを防
止できる。又、転送効率が向上する、シェーディングが
防止できる、等の多くの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は従来の電荷転送素子の例を
示す図で、同図(a)は電極パターン図、同図(blは
等価回路図である。 第2図は第1図(a)の0.■、■点における信号波形
図1第6図(a)〜(d)は本発明の第1実施例を説明
する図で、同図(a)は電極図、同図(b)はA−A’
断同区、同図(C)はB −B/断面図、同図(d)は
c −c’断面図1第4図(a)〜(d)は第2実施例
を示す図で、同図(a)は電極図、同図(b)はA−A
’断面図、同図(C)はB −B’断面図、同図(d)
はc −c’断面図、第5図(a)。 (b)はW、3実施例を示す図で、同図(a)は電極図
1同図(b)はE −H’断面図である。 8@・・拳・半導体基板、9・・・・・絶縁層、5〜7
・ψ・・・転送電極、11〜15.11’、12’。 15・・・・・配線手段としての配線パターン及び配線
層。 特許出願人 キャノン株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板に対し絶縁層を介して設けられた比較的低い
    導電率の物質から成る。転送電極と、該転送電極の表面
    方向に沿って設けられ転送電極の一部を短絡する為の比
    較的高い導電率の物質から成る配線手段とを有する電荷
    転送素子。
JP58187862A 1983-10-07 1983-10-07 電荷転送素子 Pending JPS6080272A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58187862A JPS6080272A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 電荷転送素子
DE3436632A DE3436632C2 (de) 1983-10-07 1984-10-05 Halbleiter-Fotosensor
GB08425337A GB2149963B (en) 1983-10-07 1984-10-08 Solid-state semiconductor device
US07/384,096 US5073808A (en) 1983-10-07 1989-07-24 Solid state semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

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JP58187862A JPS6080272A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 電荷転送素子

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DE (1) DE3436632C2 (ja)
GB (1) GB2149963B (ja)

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