JPS6236397B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6236397B2 JPS6236397B2 JP57019294A JP1929482A JPS6236397B2 JP S6236397 B2 JPS6236397 B2 JP S6236397B2 JP 57019294 A JP57019294 A JP 57019294A JP 1929482 A JP1929482 A JP 1929482A JP S6236397 B2 JPS6236397 B2 JP S6236397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- channel
- electrodes
- channel stopper
- lower layer
- light receiving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はCCD（電荷結合素子）型の固体撮像
素子に関する。
素子に関する。
一般のCCD型の固体撮像素子は、半導体基板
に絶縁膜を介して電荷蓄積電極と電荷転送電極と
を交互に配列してなり、該撮像素子に入射される
被写体からの光に依つて半導体基板中で励起され
る電荷を蓄積電極位置に貯えて電荷像を得るもの
である。この電荷は電荷蓄積電極と電荷転送電極
の夫々に印加されるクロツクパルスに依つて起こ
るポテンシヤル井戸の移動に追従して動きこの半
導体基板の端部から画像情報として外部に取り出
される事になる。
に絶縁膜を介して電荷蓄積電極と電荷転送電極と
を交互に配列してなり、該撮像素子に入射される
被写体からの光に依つて半導体基板中で励起され
る電荷を蓄積電極位置に貯えて電荷像を得るもの
である。この電荷は電荷蓄積電極と電荷転送電極
の夫々に印加されるクロツクパルスに依つて起こ
るポテンシヤル井戸の移動に追従して動きこの半
導体基板の端部から画像情報として外部に取り出
される事になる。
斯様な固体撮像素子を用いて画像を撮映する際
の問題点にブルーミング現象がある。このブルー
ミング現象とはCCD型の固体撮像素子に局部的
に強い光が入射した時に、この光に依つて半導体
基板中に励起される電荷量が増大し、この電荷が
光の入射箇所から拡散して実際より広い範囲に光
が入射したかの様に電荷像が形成される事であ
る。
の問題点にブルーミング現象がある。このブルー
ミング現象とはCCD型の固体撮像素子に局部的
に強い光が入射した時に、この光に依つて半導体
基板中に励起される電荷量が増大し、この電荷が
光の入射箇所から拡散して実際より広い範囲に光
が入射したかの様に電荷像が形成される事であ
る。
この結果、得られる再生画像は白色のにじみが
生じて非常に見苦しいものとなる。
生じて非常に見苦しいものとなる。
この様なブルーミング現象を防止する事が、
CCD型の固体撮像素子にとつては急務であり、
この為の改良研究が従来から続けられている。
CCD型の固体撮像素子にとつては急務であり、
この為の改良研究が従来から続けられている。
第１図に従来の固体撮像素子を示す。同図Ａは
平面図、同図ＢはＡに於ける−線方向の断面
図、同図はＡに於ける−線方向の断面図、で
あつて、これらの図に於て、１はＰ型シリコン等
の半導体基板、２…は該半導体基板１の表面に沿
つて並設された複数本のチヤンネルストツパ領域
であり、半導体基板１に更に高濃度のＰ型不純物
を拡散して形成される。３…は該チヤンネルスト
ツパ領域２…内に設けられたオーバーフロードレ
インであ、Ｎ型不純物を拡散して形成されその界
面でＰ−Ｎ接合を形成している。４…は該チヤン
ネルストツパ領域２…に移つて分離された複数本
のチヤンネル部、５は上記半導体基板１上に形成
された透明な二酸化シリコン等の絶縁膜である。
６…は該絶縁膜５上に上記チヤンネル部３…の方
向と直角方向に配列された複数本の受光電極であ
り、ポリシリコン等の透明導電材料で形成されて
いる。７…は上記絶縁膜５上に受光電極６…と絶
縁された状態で交互に配列された転送電極であ
り、該転送電極７…下の絶縁膜５の厚さは上記受
光電極５…下のそれより大きく構成されている。
平面図、同図ＢはＡに於ける−線方向の断面
図、同図はＡに於ける−線方向の断面図、で
あつて、これらの図に於て、１はＰ型シリコン等
の半導体基板、２…は該半導体基板１の表面に沿
つて並設された複数本のチヤンネルストツパ領域
であり、半導体基板１に更に高濃度のＰ型不純物
を拡散して形成される。３…は該チヤンネルスト
ツパ領域２…内に設けられたオーバーフロードレ
インであ、Ｎ型不純物を拡散して形成されその界
面でＰ−Ｎ接合を形成している。４…は該チヤン
ネルストツパ領域２…に移つて分離された複数本
のチヤンネル部、５は上記半導体基板１上に形成
された透明な二酸化シリコン等の絶縁膜である。
６…は該絶縁膜５上に上記チヤンネル部３…の方
向と直角方向に配列された複数本の受光電極であ
り、ポリシリコン等の透明導電材料で形成されて
いる。７…は上記絶縁膜５上に受光電極６…と絶
縁された状態で交互に配列された転送電極であ
り、該転送電極７…下の絶縁膜５の厚さは上記受
光電極５…下のそれより大きく構成されている。
これ等電極６…，７…は隣り合う受光電極６と
転送電極７とで電極組を構成し、各電極組に２組
クロツクパルスφ１，φ２が交互に印加されてい
る。尚ａ，ａ…は上記チヤンネル部３に受光電極
６…が位置する箇所に構成された受光部である。
転送電極７とで電極組を構成し、各電極組に２組
クロツクパルスφ１，φ２が交互に印加されてい
る。尚ａ，ａ…は上記チヤンネル部３に受光電極
６…が位置する箇所に構成された受光部である。
斯る受光部ａが光電変換状態にある場合の第１
図Ｂに示す断面に於けるポテンシヤル形態を第２
図に示す。該受光部ａには、このポテンシヤル図
から明かな如く、電荷蓄積電極６に高電圧状態の
クロツクパルスφ１が印加されており、この時チ
ヤンネルストツパ領域２の表面ポテンシヤルΨ１
とチヤンネル部４の表面ポテンシヤルΨ２との差
Ψ１−Ψ２で表わされる電子に対するポテンシヤ
ル障壁を有するポテンシヤル井戸が形成されてい
る。斯様な受光部ａに強い光が入射されるとチヤ
ンネル部４のＰ型シリコン中で励起される電子の
量が増大し、ついには上述の如く形成さたポテン
シヤル井戸から過剰電子が流出して、正の電圧が
印加されて電子に対して低いポテンシヤルＶDを
維持しているオーバーフロードレイン３に吸収さ
れる事になる。
図Ｂに示す断面に於けるポテンシヤル形態を第２
図に示す。該受光部ａには、このポテンシヤル図
から明かな如く、電荷蓄積電極６に高電圧状態の
クロツクパルスφ１が印加されており、この時チ
ヤンネルストツパ領域２の表面ポテンシヤルΨ１
とチヤンネル部４の表面ポテンシヤルΨ２との差
Ψ１−Ψ２で表わされる電子に対するポテンシヤ
ル障壁を有するポテンシヤル井戸が形成されてい
る。斯様な受光部ａに強い光が入射されるとチヤ
ンネル部４のＰ型シリコン中で励起される電子の
量が増大し、ついには上述の如く形成さたポテン
シヤル井戸から過剰電子が流出して、正の電圧が
印加されて電子に対して低いポテンシヤルＶDを
維持しているオーバーフロードレイン３に吸収さ
れる事になる。
斯る固体撮像素子に於ては、上述のオーバーフ
ロードレイン３の作用に依つて過剰電子の他のチ
ヤンネルへの流出を防止できるものの、チヤンネ
ルストツパ領域２の不純物濃度に依つてこのチヤ
ンネルストツパ領域２の表面ポテンシヤルΨ１が
決定されるので、この固体撮像素子の使用状況並
びに求められる感度等に応じてポテンシヤル障壁
を選択的に調節する事ができず、この為汎用性に
欠けるものであつた。
ロードレイン３の作用に依つて過剰電子の他のチ
ヤンネルへの流出を防止できるものの、チヤンネ
ルストツパ領域２の不純物濃度に依つてこのチヤ
ンネルストツパ領域２の表面ポテンシヤルΨ１が
決定されるので、この固体撮像素子の使用状況並
びに求められる感度等に応じてポテンシヤル障壁
を選択的に調節する事ができず、この為汎用性に
欠けるものであつた。
本発明は、斯様な現状に鑑みて為されたもので
あり、新規な電極構成を採用して光電変換効率を
高めると共にチヤンネルストツパ領域のポテンシ
ヤルの高さを可変とする事ができる固体撮像素子
を提供するものである。
あり、新規な電極構成を採用して光電変換効率を
高めると共にチヤンネルストツパ領域のポテンシ
ヤルの高さを可変とする事ができる固体撮像素子
を提供するものである。
第３図は本発明の電荷転送素子を示しており、
同図Ａは平面図、同図Ｂ及びＣはＡに於ける〓−
方向及び−方向の断面図、同図ＤはＡに於
ける−方向の断面図である。これ等の図に於
て、８はＰ型のシリコン等の半導体基板、９…は
該半導体基板８の表面に沿つて並列して設けられ
た複数本のチヤンネルストツパ領域であり、各チ
ヤンネルストツパ領域９…の多数の特定箇所９′
の巾が他の箇所のそれより大になる如く、更に高
濃度の例えばＰ型不純物を拡散して形成されてい
る。尚、このチヤンネルストツパ９の巾広部９′
は互に隣接するストツパ９，９に於て交互に位置
している。１０は該チヤンネルストツパ領域内に
設けたオーバーフロードレインであり、例えばＮ
型不純物を拡散して形成されその界面でＰ−Ｎ接
合を形成している。１１…は該チヤンネルストツ
パ９に依り分離され、蛇行した状態に形成された
チヤンネル部であり、例えばＮ型不純物が拡散導
入されている。１２は上記半導体基板８上に形成
された透明な二酸化シリコン等の絶縁膜である。
１３…は該絶縁層１２中に上記チヤンネルストツ
パ９…の方向と直角方向に配列された複数本の下
層電極、１４…は該下層電極１３…上に絶縁され
て上記チヤンネルストツパ９…に沿つて配列され
た複数本の上層電極であり、絶縁して直交する両
電極１３…，１４…は夫々アルミニウム等で形成
されている。ここで上層、下層電極１４…，１３
…の形状に就いて今少し詳しく説明を加える。上
層電極１４…は夫々チヤンネルストツパ９に対応
し、該チヤンネルストツパ９を完全に覆蓋する如
く形成されており、この電極１４の巾とチヤンネ
ルストツパ９の巾広部９′の巾とは同じに設定さ
れている。また下層電極１３…はチヤンネルスト
ツパ９に交互は位置する巾広部９′…を跨ぐよう
に位置している。その結果、上層電極１４…下層
電極１３…に印加される電位に依つて半導体基板
８表面に形成されるチヤンネル部１１は、第３図
Ａに於ける矢印で示すように下層電極１３′→上
層電極１４′→下層電極１３″→上層電極１４″を
経由する蛇行したものになる。
同図Ａは平面図、同図Ｂ及びＣはＡに於ける〓−
方向及び−方向の断面図、同図ＤはＡに於
ける−方向の断面図である。これ等の図に於
て、８はＰ型のシリコン等の半導体基板、９…は
該半導体基板８の表面に沿つて並列して設けられ
た複数本のチヤンネルストツパ領域であり、各チ
ヤンネルストツパ領域９…の多数の特定箇所９′
の巾が他の箇所のそれより大になる如く、更に高
濃度の例えばＰ型不純物を拡散して形成されてい
る。尚、このチヤンネルストツパ９の巾広部９′
は互に隣接するストツパ９，９に於て交互に位置
している。１０は該チヤンネルストツパ領域内に
設けたオーバーフロードレインであり、例えばＮ
型不純物を拡散して形成されその界面でＰ−Ｎ接
合を形成している。１１…は該チヤンネルストツ
パ９に依り分離され、蛇行した状態に形成された
チヤンネル部であり、例えばＮ型不純物が拡散導
入されている。１２は上記半導体基板８上に形成
された透明な二酸化シリコン等の絶縁膜である。
１３…は該絶縁層１２中に上記チヤンネルストツ
パ９…の方向と直角方向に配列された複数本の下
層電極、１４…は該下層電極１３…上に絶縁され
て上記チヤンネルストツパ９…に沿つて配列され
た複数本の上層電極であり、絶縁して直交する両
電極１３…，１４…は夫々アルミニウム等で形成
されている。ここで上層、下層電極１４…，１３
…の形状に就いて今少し詳しく説明を加える。上
層電極１４…は夫々チヤンネルストツパ９に対応
し、該チヤンネルストツパ９を完全に覆蓋する如
く形成されており、この電極１４の巾とチヤンネ
ルストツパ９の巾広部９′の巾とは同じに設定さ
れている。また下層電極１３…はチヤンネルスト
ツパ９に交互は位置する巾広部９′…を跨ぐよう
に位置している。その結果、上層電極１４…下層
電極１３…に印加される電位に依つて半導体基板
８表面に形成されるチヤンネル部１１は、第３図
Ａに於ける矢印で示すように下層電極１３′→上
層電極１４′→下層電極１３″→上層電極１４″を
経由する蛇行したものになる。
尚、斯る上層電極１４…には交互に２相のクロ
ツクパルスφ３，φ４が印加され下層電極１３…
には交互に２相のクロツクパルスφ５，φ６が印
加される。
ツクパルスφ３，φ４が印加され下層電極１３…
には交互に２相のクロツクパルスφ５，φ６が印
加される。
ｂ…は直交する上記下層電極１３…と上層電極
１４…との隙間に形成される光入射窓に依つて構
成される受光部でこの受光部ｂには電極は存在せ
ず、従来の透明電極を有する固体撮像素子の受光
部に比べ、入射光が変調減衰される事なく、光電
変換効率が高められている。
１４…との隙間に形成される光入射窓に依つて構
成される受光部でこの受光部ｂには電極は存在せ
ず、従来の透明電極を有する固体撮像素子の受光
部に比べ、入射光が変調減衰される事なく、光電
変換効率が高められている。
斯る本発明実施例に於いて、その半導体基板構
成を更に詳述する。Ｐ型のシリコン基板８として
はボロン濃度１×1015／cm2の基板を用い、チヤン
ネルストツパ領域９はボロン濃度５×1016／cm2の
P++型領域であり、オーバーフロードレイン１０
は燐濃度５×1017／cm2のN++型領域である。さら
に受光部ｂは燐濃度×1015／cm2のN--型領域であ
り、チヤンネル部１１の内、下層電極１３下に位
置する領域アは燐濃度４×1015／cm2のＮ型領域、
下層電極１３下を除く上層電極１４下に位置する
領域イは燐濃度２×1015／cm2のN--型領域であ
る。
成を更に詳述する。Ｐ型のシリコン基板８として
はボロン濃度１×1015／cm2の基板を用い、チヤン
ネルストツパ領域９はボロン濃度５×1016／cm2の
P++型領域であり、オーバーフロードレイン１０
は燐濃度５×1017／cm2のN++型領域である。さら
に受光部ｂは燐濃度×1015／cm2のN--型領域であ
り、チヤンネル部１１の内、下層電極１３下に位
置する領域アは燐濃度４×1015／cm2のＮ型領域、
下層電極１３下を除く上層電極１４下に位置する
領域イは燐濃度２×1015／cm2のN--型領域であ
る。
第４図は上層又は下層電極に印加するクロツク
パルスφ３，φ４，φ５，φ６の印加電圧値に対
する各半導体領域の表面ポテンシヤル特性を示
す。同図に於いて、Ψアは下層電極１４下のチヤ
ンネル部１１の上記Ｎ型領域ア，Ψイは上層電極
１３下のチヤンネル部１１の上記N-型領域イ、
に於ける夫々の表面ポテンシヤルであり、Ψウは
下層電極１４下のチヤンネルストツパ領域９の
P++型領域ウ、Ψエは下層電極１４下を除く上層
電極１３下のチヤンネルストツパ領域９のP++型
領域エ、に於ける夫々の表面ポテンシヤルであ
る。尚、Ψｂは受光部ｂのN--型領域ｂ自体の表
面ポテンシヤルであり、何ら電極を有しないの
で、常に2Vとなつている。
パルスφ３，φ４，φ５，φ６の印加電圧値に対
する各半導体領域の表面ポテンシヤル特性を示
す。同図に於いて、Ψアは下層電極１４下のチヤ
ンネル部１１の上記Ｎ型領域ア，Ψイは上層電極
１３下のチヤンネル部１１の上記N-型領域イ、
に於ける夫々の表面ポテンシヤルであり、Ψウは
下層電極１４下のチヤンネルストツパ領域９の
P++型領域ウ、Ψエは下層電極１４下を除く上層
電極１３下のチヤンネルストツパ領域９のP++型
領域エ、に於ける夫々の表面ポテンシヤルであ
る。尚、Ψｂは受光部ｂのN--型領域ｂ自体の表
面ポテンシヤルであり、何ら電極を有しないの
で、常に2Vとなつている。
次に上述の如き構成の本発明の固体撮像素子の
動作を第３図、第４図、及び第５図を参照しつつ
説明する。第５図Ｂ，Ｃ，Ｄは夫々第３図のＢ，
Ｃ，Ｄに示した断面図に対応する光電変換期間に
於けるポテンシヤル形態図あり、この期間上層電
極１４、及び１４′に印加するクロツクパルスφ
３，φ４＝15V、下層電極１３に印加するφ５＝
0V、下層電極１３′に印加するφ６＝8V、の場合
を示している。即ち、第４図から明らかな如く、
各領域ｂ，ア，ア′，イ，ウ，エの表面ポテンシ
ヤルの大きさは、Ψｂ＝2V、Ψア＝18V、Ψア′
＝10V、Ψイ＝20V、Ψウ＝6V、Ψエ＝10Vとな
つている。尚、オーバーフロードレイン１０には
ＶD＝24Vの電圧が印加されている。この時、受
光部b′，b″のN--領域ｂでは、入射光量に応じた
量の光電荷、この場合電子が発生する。そしてこ
の電子は、先ずΨイ＝20Vのチヤンネル部１１の
領域イ及びイ′とΨア＝18Vのチヤンネル部１１
の領域アとに導入される。これ等の領域ア，イ，
イ′に於いて、導入された電子の量が増大して過
剰電子が発生すると、この過剰電子は、Ψエ＝
10Vのチヤンネルストツパ領域９の領域エからＶ
D＝24Vの電位のオーバーフロードレイン９に吸
収される。
動作を第３図、第４図、及び第５図を参照しつつ
説明する。第５図Ｂ，Ｃ，Ｄは夫々第３図のＢ，
Ｃ，Ｄに示した断面図に対応する光電変換期間に
於けるポテンシヤル形態図あり、この期間上層電
極１４、及び１４′に印加するクロツクパルスφ
３，φ４＝15V、下層電極１３に印加するφ５＝
0V、下層電極１３′に印加するφ６＝8V、の場合
を示している。即ち、第４図から明らかな如く、
各領域ｂ，ア，ア′，イ，ウ，エの表面ポテンシ
ヤルの大きさは、Ψｂ＝2V、Ψア＝18V、Ψア′
＝10V、Ψイ＝20V、Ψウ＝6V、Ψエ＝10Vとな
つている。尚、オーバーフロードレイン１０には
ＶD＝24Vの電圧が印加されている。この時、受
光部b′，b″のN--領域ｂでは、入射光量に応じた
量の光電荷、この場合電子が発生する。そしてこ
の電子は、先ずΨイ＝20Vのチヤンネル部１１の
領域イ及びイ′とΨア＝18Vのチヤンネル部１１
の領域アとに導入される。これ等の領域ア，イ，
イ′に於いて、導入された電子の量が増大して過
剰電子が発生すると、この過剰電子は、Ψエ＝
10Vのチヤンネルストツパ領域９の領域エからＶ
D＝24Vの電位のオーバーフロードレイン９に吸
収される。
この様に、光電変換期間中に於いては、一画素
単位の光電荷が第３図に示す如き領域ア，イ，
イ′に蓄積され、これに隣接する一画素単位の光
電荷は領域ア″，イ″，イに蓄積される事にな
り、これ等領域の分離は、表面ポテンシヤルΨ
ア′＝10Vのチヤンネル部１１の領域ア′に依つて
為されている。この光電変換期間中に於いて重要
な事は、チヤンネルストツパ領域９の領域エの表
面ポテンシヤルΨエがΨア′Ψエである事が必
要条件であり、本実施例の如く、Ψア′＝Ψエ＝
10Vであつても、これ等領域ア′，エを乗り越え
た過剰電子は、隣接する画素の電荷に混入する前
に24V電位のオーバーフロードレイン１０に吸収
され、ブルーミング現象が防止される。
単位の光電荷が第３図に示す如き領域ア，イ，
イ′に蓄積され、これに隣接する一画素単位の光
電荷は領域ア″，イ″，イに蓄積される事にな
り、これ等領域の分離は、表面ポテンシヤルΨ
ア′＝10Vのチヤンネル部１１の領域ア′に依つて
為されている。この光電変換期間中に於いて重要
な事は、チヤンネルストツパ領域９の領域エの表
面ポテンシヤルΨエがΨア′Ψエである事が必
要条件であり、本実施例の如く、Ψア′＝Ψエ＝
10Vであつても、これ等領域ア′，エを乗り越え
た過剰電子は、隣接する画素の電荷に混入する前
に24V電位のオーバーフロードレイン１０に吸収
され、ブルーミング現象が防止される。
斯様にして光電変換期間中に領域イ，ア，イ′
に蓄積された一画素分の電子は次の転送期間中に
於いて、この蛇行したチヤンネル部１１を転送さ
れる。即ち、第６図のタイミング図に示す如く、
光電変換期間Ｔ中のクロツクパルスφ３＝15V、
φ４＝15V、φ５＝0V、φ６＝8Vの内、順次φ
３＝0V、φ５＝8Vに切り換えた時点t1で、一画
素分の電子が領域ア，イ′，ア′に移動し、続い
て、順次φ６＝0V、φ３＝15Vに切り換えた時点
t2で、領域イ′，ア′，イ″に移動する。同様にし
て各クロツクパルスφ３，φ４，φ５，φ６を順
次切り換える事に依り、t3ではア′，イ″，ア″に
時点t4ではイ″，ア″，イに移動し、この時点t4
に於いて、一画素単位の電子が一ビツト移動した
事になる。斯して、移動する一画素単位の電子は
斯る固体撮像素子の端部から画像信号として、出
力される。
に蓄積された一画素分の電子は次の転送期間中に
於いて、この蛇行したチヤンネル部１１を転送さ
れる。即ち、第６図のタイミング図に示す如く、
光電変換期間Ｔ中のクロツクパルスφ３＝15V、
φ４＝15V、φ５＝0V、φ６＝8Vの内、順次φ
３＝0V、φ５＝8Vに切り換えた時点t1で、一画
素分の電子が領域ア，イ′，ア′に移動し、続い
て、順次φ６＝0V、φ３＝15Vに切り換えた時点
t2で、領域イ′，ア′，イ″に移動する。同様にし
て各クロツクパルスφ３，φ４，φ５，φ６を順
次切り換える事に依り、t3ではア′，イ″，ア″に
時点t4ではイ″，ア″，イに移動し、この時点t4
に於いて、一画素単位の電子が一ビツト移動した
事になる。斯して、移動する一画素単位の電子は
斯る固体撮像素子の端部から画像信号として、出
力される。
上述の実施例に於いては、上層電極１４に印加
するクロツクパルスφ３，φ４の電圧値に依つ
て、チヤンネルストツパ領域１１の領域エの表面
ポテンシヤルΨエの値を一画素分の電荷を分離す
るチヤンネル部１１の領域ア′の表面ポテンシヤ
ルΨア′に等しく設定したが、Ψア′Ψエであれ
ばよく、これを満足するΨエを選択する事に依
り、各画素での過剰電荷が他の画素の電荷に混入
する事なく、しかも一画素分の最大電荷量、即ち
画像信号のダイナミツクレンジ、及び感度を所望
の値に設定できる。
するクロツクパルスφ３，φ４の電圧値に依つ
て、チヤンネルストツパ領域１１の領域エの表面
ポテンシヤルΨエの値を一画素分の電荷を分離す
るチヤンネル部１１の領域ア′の表面ポテンシヤ
ルΨア′に等しく設定したが、Ψア′Ψエであれ
ばよく、これを満足するΨエを選択する事に依
り、各画素での過剰電荷が他の画素の電荷に混入
する事なく、しかも一画素分の最大電荷量、即ち
画像信号のダイナミツクレンジ、及び感度を所望
の値に設定できる。
本発明の固体撮像素子は以上の説明から明らか
な如く、基板と逆導電性の不純物を導入してなる
蛇行したチヤンネルと、このチヤンネルを分離す
る様に基板と同導電型の不純物を高濃度に導入し
てなる蛇行したチヤンネルストツパ領域と、該チ
ヤンネルストツパ領域内に延在した基板と逆導電
型のオーバーフロードレインとを備え、このチヤ
ンネルストツパ領域上に位置する電荷転送用の上
層或いは下層電極をオーバーフローコントロール
ゲートとして用いているので、このゲートに印加
する電圧値に依つてこのゲート下のチヤンネルス
トツパ領域の表面ポテンシヤルを可変調節でき、
この結果、過剰電荷に依るブルーミング現象が防
止できる。さらに、受光部とチヤンネルとチヤン
ネルストツパとが夫々独立して不純物濃度が設定
される事となる為に、特にチヤンネル部が受光部
と異つて独自にポテンシヤルを自由に設定できる
為に一画素単位の電荷量が決定されるので、画像
信号のダイナミツクレンジ及び感度の設定が自由
に行なえ、汎用性の向上が望める。
な如く、基板と逆導電性の不純物を導入してなる
蛇行したチヤンネルと、このチヤンネルを分離す
る様に基板と同導電型の不純物を高濃度に導入し
てなる蛇行したチヤンネルストツパ領域と、該チ
ヤンネルストツパ領域内に延在した基板と逆導電
型のオーバーフロードレインとを備え、このチヤ
ンネルストツパ領域上に位置する電荷転送用の上
層或いは下層電極をオーバーフローコントロール
ゲートとして用いているので、このゲートに印加
する電圧値に依つてこのゲート下のチヤンネルス
トツパ領域の表面ポテンシヤルを可変調節でき、
この結果、過剰電荷に依るブルーミング現象が防
止できる。さらに、受光部とチヤンネルとチヤン
ネルストツパとが夫々独立して不純物濃度が設定
される事となる為に、特にチヤンネル部が受光部
と異つて独自にポテンシヤルを自由に設定できる
為に一画素単位の電荷量が決定されるので、画像
信号のダイナミツクレンジ及び感度の設定が自由
に行なえ、汎用性の向上が望める。
第１図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは従来の固体撮像素子の
正面図及び断面図、第２図は従来素子のポテンシ
ヤル図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明の固体撮
像素子の正面図及び断面図、第４図は本発明素子
に於ける表面ポテンシヤル特性図、第５図は本発
明素子のポテンシヤル図、第６図は本発明素子に
用いられるクロツクパルスφ３，φ４，φ５，φ
６のタイミング図、である。 １，８……半導体基板、２，９……チヤンネル
ストツパ領域、３，１ｂ……オーバーフロードレ
イン、４，１１……チヤンネル部、５，１２……
絶縁膜、１３……下層電極、１４……上層電極、
ａ，ｂ……受光部。
正面図及び断面図、第２図は従来素子のポテンシ
ヤル図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明の固体撮
像素子の正面図及び断面図、第４図は本発明素子
に於ける表面ポテンシヤル特性図、第５図は本発
明素子のポテンシヤル図、第６図は本発明素子に
用いられるクロツクパルスφ３，φ４，φ５，φ
６のタイミング図、である。 １，８……半導体基板、２，９……チヤンネル
ストツパ領域、３，１ｂ……オーバーフロードレ
イン、４，１１……チヤンネル部、５，１２……
絶縁膜、１３……下層電極、１４……上層電極、
ａ，ｂ……受光部。
Claims (1)
- １ 一導電型の半導体基板と、該半導体基板上に
形成された絶縁膜と、該絶縁膜上に並行して配列
された複数本の下層電極と、該下層電極上に絶縁
して設けられこの下層電極の配列方向と交差する
方向に配列された複数本の上層電極と、からな
り、上記両電極とで囲まれる隙間を光入射窓とし
て受光部を構成した固体撮像素子に於て、上記半
導体基板は該基板と同導電型の不純物を高濃度に
導入したチヤンネルストツパ領域を上記何れかの
電極に沿つて配置しており、該チヤンネルストツ
パ領域は蛇行したチヤンネルを構成する様に隣接
するチヤンネルストツパ領域と相補的に蛇行して
形成されると共に、該領域内にこの領域と逆導電
型の不純物を導入したオーバーフロードレインを
延在して備え、上記チヤンネルと受光部は基板と
逆導電型の不純物を導入してなり、さらに受光部
の逆導電型の不純物濃度をチヤンネルより小なら
しめ、該受光部に隣接してチヤンネルストツパ領
域に沿う上記何れかの電極をオーバーフローコン
トロールゲートとして用いた固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57019294A JPS58137249A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57019294A JPS58137249A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58137249A JPS58137249A (ja) | 1983-08-15 |
| JPS6236397B2 true JPS6236397B2 (ja) | 1987-08-06 |
Family
ID=11995405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57019294A Granted JPS58137249A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58137249A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0680812B2 (ja) * | 1985-03-29 | 1994-10-12 | 松下電子工業株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP3317248B2 (ja) | 1998-09-18 | 2002-08-26 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP57019294A patent/JPS58137249A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58137249A (ja) | 1983-08-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3200436B2 (ja) | Ｃｃｄ撮像器及びその駆動方法 | |
| JPH0410785B2 (ja) | ||
| KR0136934B1 (ko) | 선형 고체영상소자 | |
| KR940027509A (ko) | 오버-플로우 드레인(ofd)구조를 가지는 전하결합소자형 고체촬상장치 | |
| JPH0414546B2 (ja) | ||
| EP0174133A2 (en) | A solid-state image sensor | |
| KR930002818B1 (ko) | Ccd 영상소자 | |
| US5216489A (en) | Solid state image sensor | |
| CN104303306B (zh) | 具有不对称栅极的提供双向电荷转移的矩阵图像传感器 | |
| WO1987000970A1 (en) | Frame transfer ccd area image sensor with improved horizontal resolution | |
| US4654683A (en) | Blooming control in CCD image sensors | |
| JPS6236397B2 (ja) | ||
| JPH0230189B2 (ja) | ||
| JPS6318387B2 (ja) | ||
| JP2897689B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2877047B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2697246B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0131351B2 (ja) | ||
| KR950002194B1 (ko) | 프레임 트랜스퍼방식의 ccd 영상센서 | |
| KR20040103791A (ko) | 고체촬상장치 및 고체촬상장치의 구동방법 | |
| JP2853779B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS60223389A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JPH0465133A (ja) | 電荷結合装置 | |
| JPS6410985B2 (ja) | ||
| JPS61191177A (ja) | 固体撮像素子 |