JPS63133568A - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置

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Publication number
JPS63133568A
JPS63133568A JP61280109A JP28010986A JPS63133568A JP S63133568 A JPS63133568 A JP S63133568A JP 61280109 A JP61280109 A JP 61280109A JP 28010986 A JP28010986 A JP 28010986A JP S63133568 A JPS63133568 A JP S63133568A
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JP
Japan
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state imaging
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Pending
Application number
JP61280109A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Ueda
康弘 上田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPS63133568A publication Critical patent/JPS63133568A/ja
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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
    • H01L27/14887Blooming suppression

Landscapes

  • 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)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はラテラル・オーバフロードレイン(later
al overflow drain)構造(以下、L
−QFD構造という)を有する固体撮像装置に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、L−OFD構造を有する固体撮像装置、即ち
、半導体基板の表面側に電荷蓄積領域とオーバフローコ
ントロールゲート領域とオーバフロードレイン領域とを
設ける固体撮像装置において、オーバフローコントロー
ルゲート領域を電荷蓄積領域側に部分的に張り出させて
オーバフロードレ。
イン領域の変調を受けない幅を有する幅広部を形成する
と共にこの幅広部の表面側にオーバフローコントロール
ゲート領域と異なる導電型の領域を形成し、この領域を
介して電荷蓄積領域に生ずる過剰電荷をオーバフロード
レイン領域に掃き出させる様にしたことにより、オーバ
フローコントロールゲート領域の幅広部以外の部分につ
いて、その線幅の狭小化を行い、高密度化、高集積化を
図った場合において、オーバフローコントロールゲート
領域の幅広部以外の部分の線幅にバラツキが生じたとし
ても、各電荷蓄積領域の取扱電荷量の均一化を図ること
ができる様にし、良好な高解像度画像を得ることができ
る様にしたものである。
〔従来の技術〕
従来、固体撮像装置として、半導体基板、例えばP型シ
リコン基板の表面側にN型領域からなる電荷蓄積領域を
形成すると共に同じくこのP型シリコン基板の表面側に
この電荷蓄積領域に隣接して不純物濃度が比較的高いN
型領域からなるオーバフロードレイン(overflo
w drain)領域(以下、OFD領域という)をP
型頭域からなるオーバフローコントロールゲート(ov
erflosv control gate)領域(以
下、0FCG領域という)を介して形成する様にしたも
のが提案されている。
斯る固体撮像装置は一般にL−OFD構造の固体撮像装
置と呼ばれ、強い光が照射した場合に電荷蓄積領域に生
ずる過剰電荷を0FCG領域を介してOFD領域に掃き
出し得る様にしたものであり、斯るL−OFD構造を採
用するときは、所謂プルーミングを良好に抑制すること
が可能となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、近年、斯る固体撮像装置においては、高密度
化、高集積化を図り、即ち各ユニットセルの面積を減少
し、画素数の増加を図り、高解像度の画像を得ることが
できる様にすることが強く要請されている。
この場合、ある程度の感度とある程度のダイナミックレ
ンジとを確保するために、電荷蓄積領域と垂直レジスタ
部については、その面積を減少するに限界がある。そこ
で、上述の要請に応えるためには、0FCG領域、OF
D領域及びチャンネルストッパ領域の面積を減少させる
必要がある。
ここに0FCG領域の線幅を狭くすると、例えば1.6
μ鋼程度まで狭くすると、0FCG領域のポテンシャル
はOFD領域による変調を大きく受ける様になる。即ち
、opcc領域におけるポテンシャルレベルはその線幅
に依存し、線幅の広狭によってポテンシャルレベルが大
きく相違する様になる。このため、各ユニットセルにお
いて0FCG領域の線幅にバラツキが生ずると各電荷蓄
積領域における取扱電荷量にバラツキが生じてしまう。
例えば0FCG領域の線幅を1.6μmとした場合に、
この線幅に±0.1μmのバラツキが生ずると取扱電荷
量のバラツキは電圧に変換して±100mVのバラツキ
となってしまう。そこで0FCG領域の線幅を狭くする
場合には、その線幅のバラツキによって生ずる各電荷蓄
積領域の取扱電荷量のバラツキを保証するため、垂直レ
ジスタ部の面積を大きくする必要が生じ、このことが固
体撮像装置を高密度化、高集積化する上で大きな障害と
なっていた。
本発明は、斯る点に鑑み、各電荷蓄積領域における取扱
電荷量を均一化し、高密度化、高集積化を図ることがで
きる様にした固体撮像装置を提供することを目的とする
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に依る固体撮像装置は、例えば第1図及び第2図
に示す様に、半導体基板(1)の表面側に電荷蓄積領域
(2)と0FCG領域(3)とOFD領域(4)とを設
ける固体撮像装置において、opcc領域(3)を電荷
蓄積領域(2)側に部分的に張り出させてOFD領域(
4)の変調を受けない幅を有する幅広部(3A)を形成
すると共にこの幅広部(3A)の表面側に0FCG領域
(3)と異なる導電型の領域(5)を形成し、この領域
(5)を介して電荷蓄積領域(2)に生ずる過剰電荷を
OFD領域(4)に掃き出させる様にしたものである。
〔作用〕
斯る本発明に依れば、領域(5)は0FCG領域(3)
と異なる導電型で形成されているので、この領域(5)
のポテンシャルレベルは0FCG領域(3)のポテンシ
ャルレベルよりも低くなり、電荷蓄積領域(2)に生ず
る過剰電荷はこの領域(5)を介してOFD領域(4)
に掃き出される。従って、電荷蓄積領域(2)の取扱電
荷量は領域(5)のポテンシャルレベルと電荷蓄積領域
(2)のポテンシャルレベルとの差により決定される。
ここに領域(5)はOFD領域(4)の変調を受けない
幅を有する幅広部(3A)の表面側に形成されているの
で、0FCG領域(3)の幅広部以外の部分(3B)に
ついて、その線幅の狭小化を行い、高密度化、高集積化
を図った場合において、叶CG領域(3)の幅広部以外
の部分(3B)の線幅にバラツキが生じたとじても、各
電荷蓄積領域(2)における取扱電荷量を一定とするこ
とができる。
〔実施例〕
以下、第1図及び第2図を参照して本発明固体撮像装置
の一実施例につき本発明をインクライン転送方式を採用
する固体撮像装置に適用した場合を例にして説明しよう
この第1図及び第2図において、(1)はP型不純物、
例えばホウ素を低濃度に含んで成るP型シリコン基板を
示し、本例においては、このP型シリコン基板(1)の
表面側全面に亘ってN型不純物、例えばリンを低濃度に
含んで成るN−型領域(6)を例えばイオン注入法によ
って形成する。
また、このN−型領域(6)の表面側にN型領域からな
る電荷蓄積領域(2)、P+型領域からなる0FCG領
域(3)、N1型領域からなるOFD領域(4)及びP
1型領域からなるチャンネルストッパ領域け)を夫々例
えばイオン注入法によって形成する。
この場合、電荷蓄積領域(2)は水平及び垂直方向に行
列的に例えば510X 492個形成し、0FCG領域
(3)、OFD領域(4)及びチャンネルス) −/パ
領域(7)は共通する列の電荷蓄積領域(2)の−側に
帯状に形成する。ここに0FCG領域(3)は不純物濃
度を比較的高(し、そのポテンシャルレベルが高くなる
様にすると共に幅狭部(3B)と幅広部(3八)とを有
する様に形成する。この場合、幅広部(3A)は0FC
G領域(3)が電荷蓄積領域(2)と接する隅部におい
て張り出させ、その側面(3A1)及び(3A2)が電
荷蓄積領域(2)に接し、側面(3^3)がN−型領域
(6)に接する様にし、また、その線幅が例えば3μm
となる様にする。
また本例におい才は、この幅広部(3A)の表面側に電
荷M積領域(2)からOFD領域(4)に連なるN+型
領領域5)を形成し、この部分のポテンシャルレベルが
0FCG領域(3)の幅広部(3A)及び幅狭部(3B
)のポテンシャルレベルよりも低くなる様にし、このN
+型領領域5)を介して電荷蓄積領域(2)に1する過
剰電荷をOFD領域(4)に掃き出し得る様にする。
この場合、このN+型領領域5)は幅広部(3A)の側
面(3^2)の幅よりも狭い幅を有し、その側面(5^
)が幅広部(3A)及びOFD領域(4)に接し、側面
(5B)がN−型領域(6)、幅狭部(3B)及びOF
D領域(4)に接する様にする。ここに幅広部(3A)
の線幅は例えば3μmとされ、そのOFD領域側はOP
D領域(4)による変調を受けるとしても、その電荷蓄
積領域側はOFD領域(4)による変調をうけない様に
なされており、N+型領領域5)はその電荷蓄積領域側
をこの幅広部(3A)とN−型領域(6)とで挟持され
る様になされているので、このN中型領域(5)の電荷
蓄積領域側のポテンシャルレベルは0FCG領域(3)
の幅狭部(3B)の線幅の広狭に拘らず、一定値となる
また本例においては、電荷蓄積領域(2)の他側にP−
型領域からなる読み出しゲート領域(8)とN型領域か
らなる電荷転送領域(9)とを形成する。この場合、こ
れら読み出しゲート領域(8)及び電荷転送領域(9)
の下方にスミアを防止するためのP型領域(10)を形
成する。また本例においては、読み出しゲート領域(8
)をなすP−型領域を電荷蓄積領域(2) <2)間に
まで延在し、この部分(11)については電荷蓄積領域
(2) (21間のチャンネルストッパ領域として機能
させる。
また、後述する受光部(12)となる部分を除き、5i
02からなる絶縁層(13)及び5iJ4からなる絶縁
層(14)を介して転送電極(15A) (15B) 
(15C)(150)を形成し、電荷転送領域(9)と
で垂直レジスタ部(16)を構成し、信号電荷を4相駆
動方式により水平レジスタ部に転送できる様にする。こ
の場合、転送電極(15^’I (15B) (15C
) (150)は不純物をドープして低抵抗化させた多
結晶シリコンにより構成する。また転送電極(15B)
 (150)は読み出しゲート部(17) の読み出し
ゲート電極を兼ねる様にする。
また5iOzよりなる絶縁層(18)及び(19)を介
して前面に不純物をドープして低抵抗化された多結晶シ
リコンよりなる透明前方電極(20)を被着形成し、電
荷蓄積領域(2)、N+型領領域5)、0FCG領域(
3)の一部及びOFD領域(4)の一部を含んでなる受
光部(12)を構成する。
尚、水平レジスタ部及び出力部については、図示せずも
・、従来周知の様に構成する。
斯る本例の固体撮像装置においては、0FCG領域(3
)の幅広部(3A)の表面側に形成されたN′″型領域
(5)を介して電荷M積領域(2)に生ずる過剰電荷を
OFD領域(4)に掃き出す様にし、電荷蓄積領域(2
)における取扱電荷量をN+型領領域5)のポテンシャ
ルレベルと電荷蓄積領域(2)のポテンシャルレベルと
の差によって決定される様になされているが、このN+
型領領域5)のポテンシャルレベルは0FCGfll域
(3)の幅狭部(3B)の線幅の広狭に拘らず一定値と
なる様になされているので、各電荷蓄積領域(2)にお
ける取扱電荷量は均一化される。
この様に本例の固体撮像装置においては、0FCG領域
(3)の幅狭部(3B)の線幅を狭小化し高密度化、高
集積化を図る様にした場合において、この0FCG領域
(3)の幅狭部(3B)の線幅にバラツキが生じたとし
ても、各電荷蓄積領域(2)における取扱電荷量は一定
となる様になされているので、電荷転送領域(9)の面
積を必要以上に大きくする必要がなく、また良好な高解
像度の画像を得ることができるという利益がある。
尚、上述実施例においては、opcc領域(3)の幅広
部(3A)を電荷蓄積領域(2)の隅部において張り出
させて、N+型領領域5)を形成する場合につき述べた
が、この代わりに、第3図に示す様に、0FCG領域(
3)が電荷蓄積領域(2)と接する中央部において張り
出させて幅広部(3A)を形成し、N+型領領域5)を
その−側及び他側がこの幅広部(3A)に接する様に形
成しても良く、この場合にも上述同様の作用効果を得る
ことができる。
また上述実施例においては、本発明をインクライン転送
方式を採用する固体撮像装置に通用した場合につき述べ
たが、この代わりにフレーム転送方式を採用する固体撮
像装置に適用することもでき、この場合にも上述同様の
作用効果を得ることができる。
また本発明は、上述実施例に限らず、本発明の要旨を進
展することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。
〔発明の効果〕
本発明に依れば、0FCG領域(3)の幅広部以外の部
分(3B)について、その線幅の狭小化を行い、高密度
化、高集積化を図る様にした場合において、このopc
c領域(3)の幅広部以外の部分(3B)の線幅にバラ
ツキが生じたとしても、各電荷蓄積領域(2)における
取扱電荷量の均一化を図ることができ、良好な高解像度
の画像を得ることができるという利益がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明固体撮像装置の一実施例の要部を示す概
略的平面図、第2図は第1図のn−n’線断面図、第3
図は本発明の他の実施例の要部を示す概略的平面図であ
る。 (1)はP型シリコン基板、(2)は電荷蓄積領域、(
3)はオーバフローコントロールゲート領域、(3A)
は幅広部、(3B)は幅狭部、(4)はオーバフロード
レイン領域、(7)はチャンネルストッパ領域、(9)
は電荷転送領域、(15A) (15B) (15C)
及び(150)は夫々転送電極である。 第1図 111illl n IF−1[m1lt面図第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板の表面側に電荷蓄積領域とオーバフローコ
    ントロールゲート領域とオーバフロードレイン領域とを
    設ける固体撮像装置において、上記オーバフローコント
    ロールゲート領域を上記電荷蓄積領域側に部分的に張り
    出させて上記オーバフロードレイン領域の変調を受けな
    い幅を有する幅広部を形成すると共に該幅広部の表面側
    に上記オーバフローコントロールゲート領域と異なる導
    電型の領域を形成し、該領域を介して上記電荷蓄積領域
    に生ずる過剰電荷を上記オーバフロードレイン領域に掃
    き出させる様にしたことを特徴とする固体撮像装置。
JP61280109A 1986-11-25 1986-11-25 固体撮像装置 Pending JPS63133568A (ja)

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JP61280109A JPS63133568A (ja) 1986-11-25 1986-11-25 固体撮像装置

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JP61280109A JPS63133568A (ja) 1986-11-25 1986-11-25 固体撮像装置

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JPS63133568A true JPS63133568A (ja) 1988-06-06

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ID=17620445

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JP61280109A Pending JPS63133568A (ja) 1986-11-25 1986-11-25 固体撮像装置

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