JPS6272165A - Charge transfer device - Google Patents

Charge transfer device

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JPS6272165A
JPS6272165A JP21093285A JP21093285A JPS6272165A JP S6272165 A JPS6272165 A JP S6272165A JP 21093285 A JP21093285 A JP 21093285A JP 21093285 A JP21093285 A JP 21093285A JP S6272165 A JPS6272165 A JP S6272165A
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JP
Japan
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region
type
type region
charge transfer
gate
Prior art date
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Application number
JP21093285A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideki Muto
秀樹 武藤
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6272165A publication Critical patent/JPS6272165A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent blooming by applying a clock pulse to an p-n junction diode to transfer charges, and forming a vertical overflow p-n junction diode to transfer charges, and forming a vertical overflow drain structure by the p-n junction diode, thereby enhancing the sensitivity to the blue light. CONSTITUTION:An n-type CCD channel is formed by an n-type region 4 which is formed in a p-type silicon substrate 2, and each cell has four regions I-IV. The n-type region 4 forming the n-type channel has different amounts of impurities driven into the four regions I-IV. Above the n-type region 4, a p-type region 6 is uniformly formed in the four regions I-IV. The p-type region 6 functions in the regions III, IV as a virtual electrode which has a shield effect for avoiding potential change due to the gate induction. In the regions I, II, an n-type region 8 is formed above the p-type region 6, and a diode formed by the n-type region 8 and the p-type region 6 is used as a gate electrode for applying a clock pulse for charge transfer, and connected to a clock pulse source.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は電荷転送デバイスに関し、特に各セルの一部の
半導体表面に反転層が含まれ、その反転層の仮想電極と
しての働きによりセル領域をゲート誘導のポテンシャル
変化から防護するようにした埋め込みチャネル型単相電
荷転送デバイス(canンに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to charge transfer devices, and more particularly to charge transfer devices, in which an inversion layer is included on the semiconductor surface of a portion of each cell, and the inversion layer acts as a virtual electrode to connect the cell region to a gate-induced potential. The invention relates to a buried channel single phase charge transfer device (can) that is protected against changes.

背景技術 中和CCDは1例えばCCDの信号チャンネル上に連続
的な導体ゲート層を設けたものが知られている。この中
和CCDは表面チャンネル装置、すなわち半導体表面を
信号′セ荷パケットが移動するようにしたCCDである
。このような中相CC[lは通常の多相1;CDに比較
して信号処理能力が小さく、大振幅のクロックパルスを
必要とする欠点がある。
BACKGROUND OF THE INVENTION One known neutralizing CCD is, for example, one in which a continuous conductive gate layer is provided over the signal channel of the CCD. This neutralizing CCD is a surface channel device, ie a CCD in which signal packets are moved across the semiconductor surface. Such a medium-phase CC[l is a normal multi-phase 1; it has a disadvantage that its signal processing ability is smaller than that of a CD, and that it requires a large-amplitude clock pulse.

また、埋め込みチャネル型CCDは、半導体薄層内の誘
導チャネルの中で可動電荷の蓄積および転送が行われる
。一般の表面移動型CCDでは通常、酸化物とシリコン
の間の界面でトラフピング効果か生じるが、埋め込みチ
ャネル型CODではこのトランピング効果を防ぐことが
できるため、電荷転送効率が向上する。また、界面にお
けるキャリア分散がなくなるため、電荷転送効率も高め
られる。その結果、従来より高い周波数での動作が可能
である。
Also, in buried channel CCDs, storage and transfer of mobile charges takes place in guided channels within a thin semiconductor layer. In general surface-transfer type CCDs, a troughing effect usually occurs at the interface between oxide and silicon, but in buried channel type CODs, this trapping effect can be prevented, thereby improving charge transfer efficiency. Furthermore, since carrier dispersion at the interface is eliminated, charge transfer efficiency is also improved. As a result, operation at a higher frequency than before is possible.

このような埋め込みチャネル型の単相CCDとしてvp
−cco (パーチャルフェイズCCO)がある、これ
は例えば、多毛セル型信号チャネルに含まれる各セルが
4つの領域1111IIIVを有し、これらの領域内に
は、半導体表面から適切な深さまで不純物の打込みまた
は拡散が行われ、各領域の不純物分布はそれぞれ異って
いる。少なくとも領域IIIの上面にはゲート電極が設
けられ、各領域固有の不純物分布によって、ゲートオン
時、ゲートオフ時の各領域内発生最大ポテンシャルが決
定される。
VP as such a buried channel type single phase CCD
-cco (partial phase CCO), which means, for example, that each cell included in a multi-cell signal channel has four regions 1111IIIV, and within these regions, impurities are added to a suitable depth from the semiconductor surface. Each region is implanted or diffused and has a different impurity distribution. A gate electrode is provided on at least the upper surface of region III, and the maximum potential generated in each region when the gate is on and when the gate is off is determined by the impurity distribution specific to each region.

領域I11■の半導体表面には反転層が設けられ、この
反転層によって領域m■がゲート電極に印加された電圧
によるポテンシャル変化から防護され、ゲート電極に印
加される電圧のオン、オフによりポテンシャルが変化し
ない。したがって、ゲート電極に単相のクロック信号を
印加することにより領域IIIのポテンシャル最大値は
領域I[IIVの固定的ポテンシャル最大値を基準とし
て反復的に上下する。そして両方のゲート状5aにおい
て領域Hのポテンシャル最大値が領域工より高く、領域
■のポテンシャル最大値が領域mより高く保たれている
から、電荷移動の方向性が得られる。
An inversion layer is provided on the semiconductor surface of region I11■, and this inversion layer protects region m■ from changes in potential caused by the voltage applied to the gate electrode, and the potential changes by turning on and off the voltage applied to the gate electrode. It does not change. Therefore, by applying a single-phase clock signal to the gate electrode, the maximum potential value in region III is repeatedly raised and lowered with respect to the fixed potential maximum value in region I[IIV. In both gate shapes 5a, the maximum potential value of the region H is higher than that of the region 5a, and the maximum potential value of the region 2 is maintained higher than that of the region m, so that the directionality of charge movement can be obtained.

このようなりp−cCnは撮像素子として用いる場合、
従来のFT−CCDのように半導体層の全面を電荷転送
用のポリシリコン電極により被覆しているものとは異な
り、領域IIIのみをポリシリコン屯様により被覆すれ
ばよいから入射光に対する感度が良い、しかし、少なく
とも受光部の半分の領域工IIがポリシリコン電極によ
り被覆されているため、この部分から入射する光の感度
、特に青色光の感度が低い欠点があった。
In this way, when p-cCn is used as an image sensor,
Unlike conventional FT-CCDs, where the entire surface of the semiconductor layer is covered with a polysilicon electrode for charge transfer, only region III needs to be covered with a polysilicon electrode, so sensitivity to incident light is good. However, since at least half of the area II of the light-receiving section is covered with a polysilicon electrode, there is a drawback that the sensitivity to light incident from this part, particularly the sensitivity to blue light, is low.

目   的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、蓬像素−
トとして用いる場合に、入射光に対する感度、特に斤色
尤の感度の良い、埋め込みチャネル型の中相′屯荷転送
デバイスを提供することを目的とする。
Purpose The present invention solves the drawbacks of the prior art and improves the image element.
It is an object of the present invention to provide a buried channel type medium-phase load transfer device that has good sensitivity to incident light, especially high sensitivity when used as a receiver.

発明の開示 本発明によれば、一伝導型の半導体基板の一方の主表面
に、複数のセルを含む逆伝導型の埋め込みチャネルを有
し、各セルの一部の半導体表面に形成された反転層によ
って、ゲート誘導によるポテンシャル変化から各セルの
一部が選択的に防護されている電荷転送デパ・fスにお
いては、各セルの表面にp型伝導性の領域およびn型伝
導性の領域により形成されるダイオードを有し、ダイオ
ードに電荷転送用の電圧が印加されるものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, a semiconductor substrate of one conductivity type has a buried channel of an opposite conductivity type on one main surface thereof, which includes a plurality of cells, and an inverted channel formed on the semiconductor surface of a portion of each cell. In a charge transfer device where a layer selectively protects a portion of each cell from gate-induced potential changes, the surface of each cell is protected by a region of p-type conductivity and a region of n-type conductivity. It has a diode formed therein, and a voltage for charge transfer is applied to the diode.

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による′電荷転送デバイ
スの実施例を計則に説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Next, embodiments of a charge transfer device according to the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図に本発明による電荷転送デバイスのチャネル方向
の断面の一例とその断面に対して垂直な断面が示されて
いる。
FIG. 1 shows an example of a cross section in the channel direction of a charge transfer device according to the present invention and a cross section perpendicular to the cross section.

p型シリコンの基板2に形成されたn型領域4によりn
型のCCDチャネルが形成されている。複数のセルが互
いに分離された状態でチャネルの長手方向に伸びており
、各セルは4つの領域IIII[1■を有している。n
型チャネルを形成するn型領域4は後述するように4つ
の領域IIII[11Vごとにそれぞれ異なった量の不
純物(ドナー)が打ち込まれている。n型領域4の上部
にはp型領域6が4つの’lWMIIImIVに一様に
形成されている。このp型領域6は領域■■においては
、ゲート誘導によるポテンシャル変化を受けないように
するための遮蔽効果を持つ仮想電極として機走する。P
型領域6の厚さは0.15〜0.7gm、好ましくは0
.2〜0.4pmとする。領域IIIにおいては、p型
領域6の上部にn型領域8が形成され、このn型領域8
およびp型領域6により形成されるダイオードが電荷転
送のためのグロックパルスを印加するゲート電極として
使用され、クロックパルス源(図示せず)に接続されて
いる。n型領域8の厚さは0.05〜0.54 m好ま
しくは0.1〜0.2 gmとする。
The n-type region 4 formed on the p-type silicon substrate 2
A type CCD channel is formed. A plurality of cells are separated from each other and extend in the longitudinal direction of the channel, each cell having four regions III[1■]. n
In the n-type region 4 forming the type channel, different amounts of impurities (donors) are implanted into each of the four regions III [11V, as will be described later. Above the n-type region 4, the p-type region 6 is uniformly formed into four 'lWMIIImIV. This p-type region 6 operates as a virtual electrode having a shielding effect in order to prevent changes in potential due to gate induction in region (■). P
The thickness of the mold region 6 is 0.15 to 0.7 gm, preferably 0.
.. 2 to 0.4 pm. In region III, an n-type region 8 is formed above the p-type region 6;
A diode formed by p-type region 6 and p-type region 6 is used as a gate electrode for applying a clock pulse for charge transfer and is connected to a clock pulse source (not shown). The thickness of the n-type region 8 is 0.05 to 0.54 m, preferably 0.1 to 0.2 gm.

領域■■のn型チャネルのポテンシャル上限値は打ち込
まれたドナー不純物の量によって決定され、固定されて
いる。一方、領域IIIのn型チャネルのポテンシャル
上限値はn型領域8およびP型領域6により形成される
ダイオードに印加されるクロックパルスによるゲートポ
テンシャルと打ち込まれたドナー不純物の量によって決
定され、可変である。これらの4つの領域の4つのポテ
ンシャルによって電荷を転送する。
The upper limit value of the potential of the n-type channel in region (■) is determined by the amount of implanted donor impurity and is fixed. On the other hand, the upper limit of the potential of the n-type channel in region III is determined by the gate potential due to the clock pulse applied to the diode formed by the n-type region 8 and the p-type region 6 and the amount of donor impurity implanted, and is variable. be. Charges are transferred by the four potentials in these four regions.

基板2のドーピング密度は、IxlO” 〜l!101
6/cm3である。各セルのL面はPSGなどにより形
成されるパフシベーンヨン膜(図示せず)により覆われ
ている。
The doping density of the substrate 2 is IxlO” ~l!101
6/cm3. The L side of each cell is covered with a puffy film (not shown) made of PSG or the like.

第2図(a)に領域IITの不純物濃度分布を示す、燐
のドーピング+11は領域Iに対しては少FJ、領域I
Iに対しては多値に行われている。硼素のドーピング量
は円領域に対して等量であり、燐のドーピングに比較し
て浅く打ち込まれている。砒素のドーピングJMも円領
域に灯して笠j遥であり、硼素のドーピングに比較して
さらに浅く打ち込まれている。
Figure 2(a) shows the impurity concentration distribution in region IIT.
For I, multi-value processing is performed. The boron doping amount is equal to the circular region and is implanted shallower than the phosphorus doping. The arsenic doping JM is also very deep in the circular region, and is implanted more shallowly than the boron doping.

第2図(b)に領域mffの不純物C度分布を示す、燐
のドーピング量は領域mに対しては少IA 。
FIG. 2(b) shows the impurity C degree distribution in region mff, and the doping amount of phosphorus is small IA for region m.

領域■に対しては多量に行われている。ta素のドーピ
ング量は円領域に対して等量であり、燐のドーピングに
比較して浅く打ち込まれている。また、領域■に対する
燐のドーピングr4は領域Hに比べて多値である。
A large amount of this is done for area (■). The amount of ta element doped is equal to the circular region, and is implanted shallower than the phosphorus doping. Further, the phosphorus doping r4 in the region (3) is multivalued compared to the region H.

第3図(a)〜(d)には、′jえられたゲートボテ 
  ′ンシャル条件における各セル内の4つの埋め込み
チャネル領域のそれぞれのポテンシャル状態が半導体の
表面からの距離の関数として表わされている。第3図(
a)はゲートオン時(基板に対してpn接合ダイオード
のn型半導体側に正の比較的大きな電圧、たとえば7〜
15ポルトを印加した状8)における領域I IIのポ
テンシャル状態を示す、第3図′、b)はゲートオン時
における領域m■のポテンシャル状態を示す、第3図(
C)はゲートオフ時(pnn会合ダイオード比較的小さ
な電圧、たとえば1〜5ポルトを印加した状態)におけ
る領域I■1のポテンシャル状態を示す、第3図(d)
はゲートオフ時における領域mlVのポテンシャル状態
を示す。
Figures 3(a) to (d) show the obtained gate buttons.
The potential state of each of the four buried channel regions in each cell under atomical conditions is expressed as a function of distance from the surface of the semiconductor. Figure 3 (
a) When the gate is on (a relatively large positive voltage is applied to the n-type semiconductor side of the pn junction diode with respect to the substrate, e.g.
Figure 3',b) shows the potential state of region I II in state 8) when 15 ports are applied, and Figure 3', b) shows the potential state of region m■ when the gate is on.
Figure 3(d) shows the potential state of region I■1 when the gate is off (with a relatively small voltage applied to the pnn association diode, for example, 1 to 5 ports).
indicates the potential state of the region mlV when the gate is off.

第3図(a)〜(d)かられかるように、ゲートオン時
には各領域のポテンシャルの最大値φl1aXの間に次
の関係が成り立つ。
As can be seen from FIGS. 3(a) to 3(d), the following relationship holds between the maximum potential value φl1aX of each region when the gate is on.

φ1axII>φ+1axl>φIIax■〉φmar
 lll一方、ゲートオフ時には次の関係が成り立つ。
φ1axII>φ+1axl>φIIax■>φmar
On the other hand, the following relationship holds during gate off.

φmax  ■>  φsaxm>  φmaxII>
  φ膿ax  I電荷転送は、ゲート電圧(ρn接合
ダイオードに印加する電圧)がオン、オフの状ygを繰
り返すことにより行われる。
φmax ■> φsaxm> φmaxII>
φpus ax I charge transfer is performed by repeating the ON and OFF states yg of the gate voltage (voltage applied to the ρn junction diode).

第4図に各領域のポテンシャルの最大値φwaxがポテ
ンシャル井戸の階段状パターンで表されている。ゲート
オン状y5の場合は、太線で示されるポテンシャル井戸
パターンで表され、そのパターンは領域mを始点として
右側にFがっていく4段階ポテンシャルパターンになっ
ており、領域11が最低レヘルになっている。−・刀、
ゲートオフ状態の場合は、領域Iを始点として右側にド
がっていく4段階ポテンシャルパターンになっている。
In FIG. 4, the maximum value φwax of the potential in each region is represented by a stepped pattern of potential wells. In the case of gate-on state y5, it is represented by a potential well pattern shown by a thick line, and the pattern is a four-stage potential pattern starting from region m and moving toward F to the right, with region 11 being the lowest level. There is. -・Sword,
In the gate-off state, there is a four-stage potential pattern starting from region I and moving to the right.

例えば領域Hに蓄積される信号電荷について考えると、
ゲートオン時には領域IIのφwaxが最も高くなって
いるので、電子電荷はこの領域内に閉じ込められる。ゲ
ートオフになると、φwax IIおよびφwax I
は共に低下する。このとき領域IIIIVはP5領域6
の反転層によってゲートポテンシャルから遮蔽されてい
るから、φ■ax DIおよびφn+ax IVは一定
である。この時点で領域mのボテンシャルが領域11よ
りも高くなるから、領域■を通って領域■に信号電荷が
移動する。p要領域6は仮5電極を形成する。ゲートポ
テンシャルをIすびオン状態に引きLげると、電荷は領
域■へと流れる。このようにして′重荷転送はpn接合
ダイオードに巾−のパルスを印加することによって行わ
れる。
For example, considering the signal charge accumulated in region H,
Since φwax in region II is highest when the gate is on, electron charges are confined within this region. When gated off, φwax II and φwax I
both decrease. At this time, area IIIIV is P5 area 6
Since it is shielded from the gate potential by the inversion layer of , φ■ax DI and φn+ax IV are constant. At this point, the potential of region m becomes higher than region 11, so the signal charge moves to region (2) through region (2). The p-required region 6 forms a temporary 5-electrode. When the gate potential is lowered to the I-on state, charges flow to the region (2). In this way, heavy duty transfer is accomplished by applying pulses of width to the pn junction diode.

本実施例によれば、クロックパルスをpn接合ダイオー
ドに印加して電荷を転送するから、従来のようにクロッ
クパルスを印加するためのゲート′心極を半導体表面に
設ける必要がない、したがって、撮像素子として使用す
る場合に入射光がゲート電極を通過することなく直接半
導体に入射するから、ゲート電極による感度の低下を防
止でき。
According to this embodiment, since a clock pulse is applied to the pn junction diode to transfer charge, there is no need to provide a gate' center pole on the semiconductor surface for applying a clock pulse as in the conventional case. When used as a device, incident light enters the semiconductor directly without passing through the gate electrode, which prevents a decrease in sensitivity due to the gate electrode.

特に青色光の感度が向上する。In particular, sensitivity to blue light is improved.

また、領域IIIはnチャネルの上面にダイオードを形
成するp要領域6およびn型領域8が形成されているか
ら、第3図(a)(C)に示すように、半導体表面に近
い浅い部分においてp要領域6によりポテンシャルが小
さくなり、さらに半導体表面に近い部分においてはn型
領域8によりv■びポテンシャルが大きくなっており、
第3図(a)(C)において小さな山(上に凸の曲線)
として示されている。したがって、このようなポテンシ
ャルの小さい山の部分により、領域Hに蓄積された過剰
電荷が隣りの絵素部にあふれる前に表面のn部に流れ出
るため、ブルーミングを防止することができる。
In addition, since region III has a p-type region 6 and an n-type region 8, which form a diode, formed on the upper surface of the n-channel, a shallow region near the semiconductor surface is formed as shown in FIGS. The potential is small due to the p-type region 6, and furthermore, the v-potential is large due to the n-type region 8 near the semiconductor surface.
Small mountains (upward convex curves) in Figures 3 (a) and (C)
It is shown as. Therefore, due to such a mountain portion with a small potential, excess charges accumulated in the region H flow to the n portion of the surface before overflowing to the adjacent picture element portion, so that blooming can be prevented.

本発明の電荷転送デバイスの製造工程の一実施例が第5
図(a)〜(r)に示されている。
An embodiment of the manufacturing process of the charge transfer device of the present invention is shown in the fifth embodiment.
It is shown in figures (a) to (r).

まず、第5図(a)に示されるような、ドーピンク密1
12 x 1015/ Cm3のp型の中結晶シリコン
基板2が使用される。このp型基板2の表面に酸化法に
よって酸化層12を所望の厚さ例えば300オングスト
ロームに形成する。
First, as shown in Fig. 5(a), dope density 1
A p-type medium crystalline silicon substrate 2 of 12 x 1015/Cm3 is used. An oxide layer 12 is formed on the surface of this p-type substrate 2 by an oxidation method to a desired thickness, for example, 300 angstroms.

次に第5図(a)に示すように酸化層12を通してり7
(P)をエネルギ200keV、 il、i3 x 1
012/c+s”で打ち込む、これにより領域Iのnチ
ャネル部分が形成される。
Next, as shown in FIG. 5(a), the oxide layer 12 is passed through 7
(P) with energy 200keV, il, i3 x 1
012/c+s'', which forms the n-channel portion of region I.

次に第5図(b)に示すような領域Hの部分が開口され
たマスク22を形成し、酸化層12を通してリン(P)
をエネルギ200keV、線11xLθ12/c−で打
ち込む、この打ち込みと第5図(a)の打ち込みにより
領域■のnチャネル部分が形成される。
Next, a mask 22 with an opening in region H as shown in FIG. 5(b) is formed, and phosphorus (P) is passed through the oxide layer 12.
is implanted with an energy of 200 keV and a line 11xLθ12/c-. By this implantation and the implantation shown in FIG. 5(a), an n-channel portion in region (2) is formed.

さらに第5図(c)に示すような領域■の部分が開口さ
れたマスク24を形成し、酸化層12を通してリン(P
)をエネルギ200keV、 1iQ3 x 1012
7cm2で打ち込む、この打ち込みと第5図(a)(b
)の打ち込みにより領域■のnチャネル部分が形成され
る。
Furthermore, a mask 24 having an opening in region (2) as shown in FIG.
) with an energy of 200 keV, 1iQ3 x 1012
This driving and Figure 5 (a) (b)
) is used to form the n-channel portion of region (2).

さらに第5図(d)に示すような領域■の部分が開口さ
れたマスク26を形成し、酸化層12を通してリン(P
)をエネルギ200keV、線量5 x 1012/ 
c+w2で打ち込む、この打ち込みと第5図(a) (
b) (c)の打ち込みにより領域■のnチャネル部分
が形成される。
Furthermore, a mask 26 having an opening in the region (2) as shown in FIG.
) with an energy of 200 keV and a dose of 5 x 1012/
This input with c+w2 and Figure 5(a) (
b) The n-channel portion in region (2) is formed by the implantation in (c).

さらに第5図(e)に示すように酸化層12を通して硼
素(B)をエネルギ40keV 、線g 1!1013
/ cm”で打ち込む、この打ち込みにより領域■■の
仮想電極および領域IIIのpn接合のp型領域となる
P型頭域6が形成される。
Further, as shown in FIG. 5(e), boron (B) is introduced through the oxide layer 12 at an energy of 40 keV and a line g 1!1013.
/cm'', and by this implantation, a P-type head region 6 is formed, which becomes the virtual electrode in the region ■■ and the p-type region of the pn junction in the region III.

さらに第5図(Dに示すような領域111の部分が開口
されたマスク28を形成し、酸化P:312を通して砒
素(As)をエネルギ40keV 、線Nt 1xlO
”’/ cti2で打ち込む、この打ち込みにより領域
I■のpn接合のn型領域となるn型領域8が形成され
る。
Furthermore, a mask 28 having an opening in the region 111 as shown in FIG.
This implantation forms an n-type region 8 which becomes the n-type region of the pn junction in region I2.

なお、各不純物の打ち込み後には熱処理が行われ、打ち
込み不純物がシリコン内に適切な深さまで拡散して正し
いポテンシャル分布状y島が形成される。
Note that heat treatment is performed after each impurity is implanted, and the implanted impurity is diffused into the silicon to an appropriate depth to form a Y-island with a correct potential distribution.

また、n型シリコン基板を材料としてp型チャネルのC
ODを製作する場合には各極性を逆にすればよい、また
、アンチモン化インジウムやテルル化水銀カドミウムな
どの■−V、n−IV化合物を含む半導体を使用しても
よい。
In addition, using an n-type silicon substrate as a material, a p-type channel C
When manufacturing an OD, each polarity may be reversed, or a semiconductor containing a -V, n-IV compound such as indium antimonide or mercury cadmium telluride may be used.

効  果 本発明によれば、クロックパルスをpn接合ダイオード
に印加して電荷を転送するから、従来のようにクロック
パルスを印加するためのゲート電極を半導体表面に設け
る必要がない、したがって、撮像素子として使用する場
合に入射光がゲート、[極を通過することなく直接半導
体に入射するから、ゲート電極による感度の低下を防止
でき、特に青色光の感度が向上する。
Effects According to the present invention, since a clock pulse is applied to the pn junction diode to transfer charge, there is no need to provide a gate electrode on the semiconductor surface for applying the clock pulse as in the conventional case. When used as a semiconductor device, the incident light directly enters the semiconductor without passing through the gate or electrode, which prevents a decrease in sensitivity due to the gate electrode and improves sensitivity, especially to blue light.

また、pn接合ダイオードによりポテンシャルの山、す
なわち縦型オーバーフロードレイン構造を形成している
から、ブルーミングを防止することができる。
Furthermore, since a peak of potential, that is, a vertical overflow drain structure is formed by the pn junction diode, blooming can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明による電荷転送デバイスの一実施例を示
す断面斜視図、 第2図(a)は領域IIIの不純物濃度分布を示すグラ
フ、 第2図(b)は領域mlVの不純物濃度分布を示すグラ
フ、 第3図(a)はゲートオン時における領域IIIのポテ
ンシャル状態を示すグラフ、 第3図(b)はゲートオン時における領域IIITVの
ポテンシャル状態を示すグラフ、 第3図(C)はゲートオフ時における領域IIIのポテ
ンシャル状態を示すグラフ、 第3図(d)はゲートオフ時における領域■■のポテン
シャル状jムを示すグラフ、 第4図は各領域のポテンシャル井戸を示すグラフ、 第5図(a)〜(f)は第1図に示す゛・重荷転送デバ
イスの製造工程を示す図である。 主要部分の符号の説明 298.基板 4 、 、n型領域 8、、、P型領域 8 、、、n型領域 !2...酸化膜 特許出願人 富士写真フィルム株式会社代  理  人
  香取  孝雄 第1図
FIG. 1 is a cross-sectional perspective view showing an embodiment of the charge transfer device according to the present invention, FIG. 2(a) is a graph showing the impurity concentration distribution in region III, and FIG. 2(b) is the impurity concentration distribution in region mlV. FIG. 3(a) is a graph showing the potential state of region III when the gate is on. FIG. 3(b) is a graph showing the potential state of region III TV when the gate is on. FIG. 3(C) is a graph showing the potential state of region III TV when the gate is on. Figure 3(d) is a graph showing the potential state of region III at gate-off, Figure 4 is a graph showing potential wells in each region, Figure 5 ( 1A to 1F are diagrams illustrating the manufacturing process of the load transfer device shown in FIG. 1. Explanation of symbols of main parts 298. Substrate 4 , , n-type region 8 , , P-type region 8 , , n-type region! 2. .. .. Oxide film patent applicant Fuji Photo Film Co., Ltd. Representative Takao Katori Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一伝導型の半導体基板の一方の主表面に、複数のセ
ルを含む逆伝導型の埋め込みチャネルを有し、該各セル
の一部の半導体表面に形成された反転層によって、ゲー
ト誘導によるポテンシャル変化から各セルの一部が選択
的に防護されている電荷転送デバイスにおいて、該デバ
イスは、 前記各セルの表面にp型伝導性の領域およびn型伝導性
の領域により形成されるダイオードを有し、該ダイオー
ドに電荷転送用の電圧が印加されることを特徴とする電
荷転送デバイス。 2、特許請求の範囲第1項記載のデバイスにおいて、前
記ダイオードは、前記各セルの防護されていない表面に
形成され、該ダイオードのうち前記チャネルと逆極性の
領域が前記反転層と連続して形成されていることを特徴
とする電荷転送デバイス。 3、特許請求の範囲第1項記載のデバイスにおいて、前
記半導体基板がp型シリコンであり、前記埋め込みチャ
ネルがn型伝導性を示すことを特徴とする電荷転送デバ
イス。 4、特許請求の範囲第1項記載のデバイスにおいて、各
セルに不純物濃度の異なる4つの領域が含まれ、前記反
転層によって第3領域と第4領域のみが選択的に防護さ
れることを特徴とする電荷転送デバイス。
[Claims] 1. A reverse conduction type buried channel including a plurality of cells is provided on one main surface of a one conductivity type semiconductor substrate, and an inverted channel formed on the semiconductor surface of a part of each cell. A charge transfer device in which a portion of each cell is selectively protected from gate-induced potential changes by a layer, the device comprising: a region of p-type conductivity and a region of n-type conductivity on the surface of each cell; 1. A charge transfer device comprising a diode formed by a charge transfer device, wherein a voltage for charge transfer is applied to the diode. 2. The device of claim 1, wherein the diode is formed on an unprotected surface of each cell, and a region of the diode with opposite polarity to the channel is continuous with the inversion layer. A charge transfer device characterized in that: 3. A charge transfer device according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is p-type silicon and the buried channel exhibits n-type conductivity. 4. The device according to claim 1, wherein each cell includes four regions with different impurity concentrations, and only the third region and the fourth region are selectively protected by the inversion layer. charge transfer device.
JP21093285A 1985-09-26 1985-09-26 Charge transfer device Pending JPS6272165A (en)

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