JPS61198676A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS61198676A JPS61198676A JP60037864A JP3786485A JPS61198676A JP S61198676 A JPS61198676 A JP S61198676A JP 60037864 A JP60037864 A JP 60037864A JP 3786485 A JP3786485 A JP 3786485A JP S61198676 A JPS61198676 A JP S61198676A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/762—Charge transfer devices
- H01L29/765—Charge-coupled devices
- H01L29/768—Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/76816—Output structures
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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〕
本発明は導入された信号電荷をMOS−FETを用いて
検出する半導体集積回路装置に関する。
検出する半導体集積回路装置に関する。
固体撮像装置には種々の電荷転送用装置が用いられてい
るが、その中に、同一半導体基板上に放電(リセツト)
用MOS−FETと検出用MOS−FETとを設けた半
導体集積回路装置がある。以下図面を用いて説明する。
るが、その中に、同一半導体基板上に放電(リセツト)
用MOS−FETと検出用MOS−FETとを設けた半
導体集積回路装置がある。以下図面を用いて説明する。
第4図(al 、 (blは従来の電荷転送用半導体集
積回路装置の一例の平面図及びAl−Al’ 、B1
−B1’断面図である。
積回路装置の一例の平面図及びAl−Al’ 、B1
−B1’断面図である。
第4図(a) 、 (b)において、p型シリコン基板
l上にはゲート酸化膜2を介して転送ゲートφ1.φ2
゜出力ゲートOG及びリセットゲートφRが設けられて
いる。そして放電用MOS−FETIOは、リセットゲ
ートφRと、このリセットゲートφRの両端下部に設け
られたn+型不純物拡散領域3゜8により形成されてい
る。放電用MOS−rg’rl。
l上にはゲート酸化膜2を介して転送ゲートφ1.φ2
゜出力ゲートOG及びリセットゲートφRが設けられて
いる。そして放電用MOS−FETIOは、リセットゲ
ートφRと、このリセットゲートφRの両端下部に設け
られたn+型不純物拡散領域3゜8により形成されてい
る。放電用MOS−rg’rl。
の一方のn+型不純物拡散領域3はフローティ7グディ
フ、−ジ璽/層(FD層)を形成し、検出用MOS−F
ET20のゲート8Gに接続されている。
フ、−ジ璽/層(FD層)を形成し、検出用MOS−F
ET20のゲート8Gに接続されている。
信号電荷は入力ゲート(図示せず)より導入され、ゲー
ト酸化膜2下のシリコノ基板1表面に形成された空乏層
(ポテンシャル井戸)に蓄積される。そして転送ゲート
φ1.φ2に、例えば2相のパルス信号を加えることに
より信号電荷は順次転送され、最終の出力ゲートOGに
よシ制御されて放電用MOS−FETのn 型のFD層
3に注入される。
ト酸化膜2下のシリコノ基板1表面に形成された空乏層
(ポテンシャル井戸)に蓄積される。そして転送ゲート
φ1.φ2に、例えば2相のパルス信号を加えることに
より信号電荷は順次転送され、最終の出力ゲートOGに
よシ制御されて放電用MOS−FETのn 型のFD層
3に注入される。
n+型のFD層3は、リセットゲートφRにより周期的
にリセットドレイノミ位vDD°にリセットされている
が、信号電荷Qs+9が注入されると検出用MOS−F
ET20を作動させる。そして、信号電荷Qatgは、
検出用MOS−FET20の出力端子4より電位変動と
して検出される。
にリセットドレイノミ位vDD°にリセットされている
が、信号電荷Qs+9が注入されると検出用MOS−F
ET20を作動させる。そして、信号電荷Qatgは、
検出用MOS−FET20の出力端子4より電位変動と
して検出される。
検出信号ΔVはQs+g/ CFDで表わされる。CF
Dはn+型のFD層3が形成する全ての接合容量であり
、従ってΔVを大きくするためにはCFDを小さくする
必要がある。
Dはn+型のFD層3が形成する全ての接合容量であり
、従ってΔVを大きくするためにはCFDを小さくする
必要がある。
しかしながら、上述した従来の半導体集積回路装置にお
いてはCFDは大きく、従って検出感度は悪いという欠
点がある。
いてはCFDは大きく、従って検出感度は悪いという欠
点がある。
第5図(al〜(clは第4図におけるFD層近傍の平
面図及びA2−A2’ 、Cl−C1’断面図である
。
面図及びA2−A2’ 、Cl−C1’断面図である
。
第5図(1)〜(C1において、n+型のl’D/13
は、出力ゲートOG、リセットゲートφR,シリコノ基
板1及びフィールド酸化膜5の下に形成されるp+型素
子分離用ガードリング(GR)層6と、それぞれ接合容
量c11c21asIc4を形成する。このうちC1と
02は他に比べ極めて小さく、C4> Cs > C1
〜C2なる関係を有する。
は、出力ゲートOG、リセットゲートφR,シリコノ基
板1及びフィールド酸化膜5の下に形成されるp+型素
子分離用ガードリング(GR)層6と、それぞれ接合容
量c11c21asIc4を形成する。このうちC1と
02は他に比べ極めて小さく、C4> Cs > C1
〜C2なる関係を有する。
n+型のFD層3が08層6と形成する接合容量C4を
小さくするためには、08層6をフィールド酸化膜5の
端部よりずらしてその奥に形成すればよいが、このため
には08層6とフィールド酸化膜5を形成するためのマ
スク工程をそれぞれ別に行なわなければならず、マスク
工程が増える不都合がある。ま2.n+型のF D層3
を形成するために拡散するn型不純物を少くすることに
より、Cat小さくすることは可能であるが、n−型の
FD層3の抵抗が増し、リセットスピードが遅くなる欠
点がある。
小さくするためには、08層6をフィールド酸化膜5の
端部よりずらしてその奥に形成すればよいが、このため
には08層6とフィールド酸化膜5を形成するためのマ
スク工程をそれぞれ別に行なわなければならず、マスク
工程が増える不都合がある。ま2.n+型のF D層3
を形成するために拡散するn型不純物を少くすることに
より、Cat小さくすることは可能であるが、n−型の
FD層3の抵抗が増し、リセットスピードが遅くなる欠
点がある。
n+型のFD層3がシリコン基板lと形成する底面容量
C3を小さくする九めにはチャンネル幅Wすなわち活性
領域7の幅を小さくすればよいが、放電用MOS−FE
’lOの狭チャンネル効果が生じs n”mのFD層3
をVDDにリセットするためのリセットゲート電圧が高
くなると共に、リセットスピードが遅くなる欠点がある
。
C3を小さくする九めにはチャンネル幅Wすなわち活性
領域7の幅を小さくすればよいが、放電用MOS−FE
’lOの狭チャンネル効果が生じs n”mのFD層3
をVDDにリセットするためのリセットゲート電圧が高
くなると共に、リセットスピードが遅くなる欠点がある
。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、フロ−ティ7グデ
イフユージlノ層を、ガードリ/グ層を下層に有するフ
ィールド酸化膜端より離して形成することにより、高い
検出感度を有する半導体集積回路装置を提供することに
ある。
イフユージlノ層を、ガードリ/グ層を下層に有するフ
ィールド酸化膜端より離して形成することにより、高い
検出感度を有する半導体集積回路装置を提供することに
ある。
〔問題を解決するための手段°1
本発明の半導体集積回路装置は、−導電型半導体基板上
に形成され一方の反対導電型不純物層が70−チイノグ
デイ7S−ジ冒ン層として信号電荷を受け他方の反対導
電型不純物層がリセットドレイ/電源に接続され九放電
用MOS−・FETと、Of[aフローティングディフ
エージw7層にゲート電極が接続され信号電荷の出力を
検出する検出用MOS−FETとを有する半導体集積回
路装置であって、フローティノグディ75−−ジ!I7
層を形成する高濃度不純物層が一導電型ガードリング層
を下層に有するフィールド酸化膜端より離れて形成され
た構造となっている。
に形成され一方の反対導電型不純物層が70−チイノグ
デイ7S−ジ冒ン層として信号電荷を受け他方の反対導
電型不純物層がリセットドレイ/電源に接続され九放電
用MOS−・FETと、Of[aフローティングディフ
エージw7層にゲート電極が接続され信号電荷の出力を
検出する検出用MOS−FETとを有する半導体集積回
路装置であって、フローティノグディ75−−ジ!I7
層を形成する高濃度不純物層が一導電型ガードリング層
を下層に有するフィールド酸化膜端より離れて形成され
た構造となっている。
本発明によればFD層はGR層と接することがなく、シ
かもその底面積が少なくなるため接合容量が小さくなシ
、高検出感度の半導体集積回路装置が得られる。
かもその底面積が少なくなるため接合容量が小さくなシ
、高検出感度の半導体集積回路装置が得られる。
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図(a)〜(C)は本発明の一実施例の要部平面図
及びA3−A3’ 、C2−C2’断面図である。
及びA3−A3’ 、C2−C2’断面図である。
第1図(a)〜(C1において第5図(al〜(C)と
異なる所は、n+型のF’D層3の幅が狭く形成され、
フィールド酸化膜5とその下層の08層6とから分離さ
れていることである。
異なる所は、n+型のF’D層3の幅が狭く形成され、
フィールド酸化膜5とその下層の08層6とから分離さ
れていることである。
すなわち、p型シリコ/基板1上にはゲート酸化膜2を
介して、転送ゲートφ2、出力ブートOG1リセットゲ
ートφRが形成されており、活性領域7を囲んでp+型
の08層6とフィールド酸化膜5が設けられている。そ
して、ドレイノ領域8と同時に形成され、n+型不純物
層からなるFD層3はその幅W′が狭く形成されている
。
介して、転送ゲートφ2、出力ブートOG1リセットゲ
ートφRが形成されており、活性領域7を囲んでp+型
の08層6とフィールド酸化膜5が設けられている。そ
して、ドレイノ領域8と同時に形成され、n+型不純物
層からなるFD層3はその幅W′が狭く形成されている
。
このように構成されt本発明の実施例においては、第1
図(C)に示したように、n+型のFD層3と08層6
とで形成される容量C41は極めて小さいものとなり、
更にシリコ/基板1とで形成される容量C31も減少す
る。従ってFD層3が形成する全容量CFDは従来構造
の物に比べて極端に小さくなるため、検出信号ΔVは大
きくなり検出感度は向上する。
図(C)に示したように、n+型のFD層3と08層6
とで形成される容量C41は極めて小さいものとなり、
更にシリコ/基板1とで形成される容量C31も減少す
る。従ってFD層3が形成する全容量CFDは従来構造
の物に比べて極端に小さくなるため、検出信号ΔVは大
きくなり検出感度は向上する。
幅W′の狭いn+型FD層3を形成するには、n+型の
FD層3とドVイ/領域8を形成する際に、従来のマス
クに代えて、例えば第3図に示し九ような、n+型のF
D層3が形成される部分9が狭く開口されたマスク30
を用い、リン(P)又はヒ素(A3)をイオン注入すれ
ばよく、特別な工程を追加する必要はない。
FD層3とドVイ/領域8を形成する際に、従来のマス
クに代えて、例えば第3図に示し九ような、n+型のF
D層3が形成される部分9が狭く開口されたマスク30
を用い、リン(P)又はヒ素(A3)をイオン注入すれ
ばよく、特別な工程を追加する必要はない。
第2図(a)〜(C1は本発明の他の実施例の要部平面
図及びA4−A4’ 、C3−C3’断面図である。
図及びA4−A4’ 、C3−C3’断面図である。
SZ図(al〜(C1においては、 ll’D層の幅W
′は第1図(al〜(C1の場合と同様に狭く形成され
ているが、n+型のFD層3と、08層6及びフィール
ド酸化膜5とはn−型不純物層31を介して接する構造
となっている。
′は第1図(al〜(C1の場合と同様に狭く形成され
ているが、n+型のFD層3と、08層6及びフィール
ド酸化膜5とはn−型不純物層31を介して接する構造
となっている。
このように構成された本実施例においては、 FD層の
1部を形成する高濃度不純物n+層3は第1図の場合と
08層6から分離して形成され、しかもシリコン基板l
との接合面積小さく、FD層の他の1部を形成するn′
″型不純物層31はn型不純物濃度が低いためGR,層
6及びシリコ/基板1と形成する接合容量は小さいので
、FD層が08層6及びシリコン基板1と形成する容量
C42+ 03意は共に小さい。従って検出感度は第1
図に示した実施例の場合と同様に高いものとなる。
1部を形成する高濃度不純物n+層3は第1図の場合と
08層6から分離して形成され、しかもシリコン基板l
との接合面積小さく、FD層の他の1部を形成するn′
″型不純物層31はn型不純物濃度が低いためGR,層
6及びシリコ/基板1と形成する接合容量は小さいので
、FD層が08層6及びシリコン基板1と形成する容量
C42+ 03意は共に小さい。従って検出感度は第1
図に示した実施例の場合と同様に高いものとなる。
更に、n″″型不純物層31の存在により信号電荷Qs
+gは出力ブートOGより、よりスムーズにFD層に注
入される九め、検出速度が早くなる効果を有する。
+gは出力ブートOGより、よりスムーズにFD層に注
入される九め、検出速度が早くなる効果を有する。
尚、このようなれ−型不純物層31を有する半導体集積
回路装置を形成するには、p型シリコ7基板lの表面に
、例えばドーグ量としてl X 10”atoms /
cm”のリン(P)を100eVの加速電圧でイオン
注入してn″″型不純物層31を形成し、以後既存技術
により処理したのち、第1図の場合と同様に第3図に示
したマスク30を用いてn+型のFD層3を形成すれば
よい。
回路装置を形成するには、p型シリコ7基板lの表面に
、例えばドーグ量としてl X 10”atoms /
cm”のリン(P)を100eVの加速電圧でイオン
注入してn″″型不純物層31を形成し、以後既存技術
により処理したのち、第1図の場合と同様に第3図に示
したマスク30を用いてn+型のFD層3を形成すれば
よい。
上記実施例においては、p型シリコ7基板上にn+型F
D層を形成した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではな(、n型シリコン基板上にp+型FD層
を形成した半導体集積回路装置も含まれることは勿論で
ある。
D層を形成した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではな(、n型シリコン基板上にp+型FD層
を形成した半導体集積回路装置も含まれることは勿論で
ある。
また本発明は、固体撮像装置の電荷転送用半導体集積回
路装置に限定されず、リセットされるFD層を有し、各
FD層に信号電荷を導入してその電位変動をMOS−F
ETを利用して検出する半導体集積回路装置、例えばD
RAMのセ/スア/グ回路等にも適用される。
路装置に限定されず、リセットされるFD層を有し、各
FD層に信号電荷を導入してその電位変動をMOS−F
ETを利用して検出する半導体集積回路装置、例えばD
RAMのセ/スア/グ回路等にも適用される。
以上詳細に説明し九ように、本発明によれば、FD層を
、GR層を下層に有するフィールド酸化膜端より離して
形成することにより、FD層の形成する接合容量を小さ
くシ、検出感度の向上した半導体集積回路装置が得られ
るのでその効果は大きい。
、GR層を下層に有するフィールド酸化膜端より離して
形成することにより、FD層の形成する接合容量を小さ
くシ、検出感度の向上した半導体集積回路装置が得られ
るのでその効果は大きい。
第1図(al〜(C)は本発明の一実施例の要部平面図
及び断面図、第2図(a)〜(C1は本発明の他の実施
例の要部平面図及び断面図、第3図は本発明の実施例に
用いられるマスクの平面図、第4図(al 、 0)l
は従来の電荷転送用半導体集積回路装置の一例の平面図
及び断面図、第5図は第4図におけるFD層近傍の平面
図及び断面図である。 l・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・ゲート酸
イヒ膜、3・・・・・・高濃度不純物のFD層、4・・
・・・・出力端子、5・・・・・・フィールド酸化膜、
6・・・・・・GR層、7・・・・・・活性領域、8・
・・・・・ドVイン領域、9・・・・・・FD層形成部
、10・・・・・・放電用MOS−FET、20・・・
・・・検出用MOS−FET、30 ・・・・−・マx
夕、31−−−−・・n −型不純物層。 ナ1旧 卒20 峯g回 黛4−1 (a) (b)
及び断面図、第2図(a)〜(C1は本発明の他の実施
例の要部平面図及び断面図、第3図は本発明の実施例に
用いられるマスクの平面図、第4図(al 、 0)l
は従来の電荷転送用半導体集積回路装置の一例の平面図
及び断面図、第5図は第4図におけるFD層近傍の平面
図及び断面図である。 l・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・ゲート酸
イヒ膜、3・・・・・・高濃度不純物のFD層、4・・
・・・・出力端子、5・・・・・・フィールド酸化膜、
6・・・・・・GR層、7・・・・・・活性領域、8・
・・・・・ドVイン領域、9・・・・・・FD層形成部
、10・・・・・・放電用MOS−FET、20・・・
・・・検出用MOS−FET、30 ・・・・−・マx
夕、31−−−−・・n −型不純物層。 ナ1旧 卒20 峯g回 黛4−1 (a) (b)
Claims (1)
- 一導電型半導体基板上に形成され一方の反対導電型不純
物層がフローティングディフュージョン層として信号電
荷を受け他方の反対導電型不純物層がリセットドレイン
電源に接続された放電用MOS−FETと、前記フロー
ティングディフュージョン層にゲート電極が接続され信
号電荷の出力を検出する検出用MOS−FETとを有す
る半導体集積回路装置において、前記フローティングデ
ィフュージョン層を形成する高濃度不純物層が一導電型
ガードリング層を下層に有するフィールド酸化膜端より
離れて形成されていることを特徴とする半導体集積回路
装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60037864A JPS61198676A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 半導体集積回路装置 |
US06/833,289 US4698656A (en) | 1985-02-27 | 1986-02-27 | Output detector of a charge coupled device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60037864A JPS61198676A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61198676A true JPS61198676A (ja) | 1986-09-03 |
JPH055179B2 JPH055179B2 (ja) | 1993-01-21 |
Family
ID=12509403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60037864A Granted JPS61198676A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4698656A (ja) |
JP (1) | JPS61198676A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0284348U (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-29 | ||
JP2006086241A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Sony Corp | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5191398A (en) * | 1987-09-02 | 1993-03-02 | Nec Corporation | Charge transfer device producing a noise-free output |
JPH0728031B2 (ja) * | 1989-02-11 | 1995-03-29 | 日本電気株式会社 | 電荷転送装置 |
JP2842724B2 (ja) * | 1992-02-06 | 1999-01-06 | シャープ株式会社 | 電荷転送素子 |
JPH05243281A (ja) * | 1992-03-02 | 1993-09-21 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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