KR0172837B1 - 고체촬상 소자의 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 영상소자에 관한 것으로, 특히 수직전하 전송영역(VCCD)과 수평전하 전송영역(HCCD)의 각각의 웰의 인터페이스 되는 부분이 수평전하 전송영역(HCCD)내에서 이루어지도록 하여 전하전송 효율(Charge Transfer Efficiency)을 높인 고체촬상 소자의 구조에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명의 고체촬상 소자는 수직전하전송영역이 형성된 제2도전형 제3웰과 수평전하전송영역이 형성된 제2도전형 제2웰의 인터페이스부가 수평전하전송영역상에 형성된 수평전하전송게이트의 하측 안쪽에 형성됨을 특징으로 한다.

Description

고체촬상 소자의 구조
제1도는 일반적인 CCD의 레이아웃도.
제2도(a),(b)는 종래의 CCD의 구성도.
제2도(c)는 종래의 CCD의 단면구조 및 포텐셜 프로파일.
제3도(a),(b)는 본 발명의 CCD의 구성도.
제3도(c)는 본 발명의 CCD의 단면구조 및 포텐셜 프로파일.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 포토 다이오드 영역 31 : 수직전하 전송영역
32 : 포텐셜 베리어층 33 : 수평전하 전송영역
34 : 제1수직전하전송게이트 35 : 제2수직전하전송게이트
36 : 제1수평전하전송게이트 37 : 제1P형 웰
38 : 제2P형 웰 39 : 제3P형 웰
40 : 제2수평전하전송게이트
본 발명은 CCD(Charge Coupled Device) 영상소자에 관한 것으로, 특히 수직전하 전송영역(VCCD)과 수평전하 전송영역(HCCD)의 각각의 웰의 인터페이스 되는 부분이 수평전하 전송영역(HCCD)내에서 이루어지도록 하여 전하전송 효율(Charge Transfer Efficiency)을 높인 고체촬상 소자의 구조에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 고체촬상 소자에 대하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 일반적인 CCD의 레이아웃도 이고, 제2도(a),(b)는 종래의 CCD의 구성도이고, 제2도(c)는 종래의 CCD의 단면구조 및 포텐셜 프로파일 이다.
일반적으로 전하결합 소자는 제1도에 도시한 바와 같이, 반도체 기판에 매트릭스(Matrix) 형태로 배열되어 빛의 신호를 전기적인 영상신호로 출력하는 복수개의 포토다이오드(PD)영역과, 상기 매트릭스 형태로 배열된 포토다이오드(PD)영역 사이에 수직 방향으로 형성되고 각 포토 다이오드에서 생성된 영상신호 전하를 수직 방향으로 전송하는 복수개의 수직전하 전송영역(VCCD)과, 상기 수직전하 전송영역(VCCD) 일측에 형성되어 수직전하 전송영역(VCCD)으로 전송된 영상신호 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평전하 전송영역(HCCD)과, 상기 수평전하 전송영역(HCCD)의 출력단에 형성되어 전송된 영상신호 전하를 센싱하여 전기적인 신호로 출력하는 센싱앰프를 포함하여 구성된다.
그리고 종래 고체촬상소자는 제2도(a),(b),(c)에서와 같이, 고체촬상 소자의 수직전하 전송영역(VCCD)(7)상에는 4페이즈 클럭킹(4-Phase Clocking)에 의해 영상신호 전하를 수직방향으로 전송하기 위하여 순차적으로 포텐셜 레벨을 가변시키는 제2,제1수직전하전송게이트(3,4)가 교대로 복수개가 형성되어, 복수개의 수직전하전송게이트에는 VΦ1,VΦ2,VΦ3,VΦ4의 클럭신호가 반복적으로 인가된다.
그리고 수평전하 전송영역(HCCD)(8)상에는 2페이즈 클럭킹(2-Phase Clocking)에 의해 영상신호 전하를 수평 방향으로 전송하기 위하여 순차적으로 포텐셜 레벨을 가변 시키는 제1, 제2수평전하전송게이트(5,6)가 교대로 복수개가 형성되어, 제1, 제2수평전하전송게이트(5,6)를 한 단위로 HΦ1,HΦ2의 클럭이 반복적으로 인가된다.
그리고 수평전하 전송영역(HCCD)(8)과 수직전하 전송영역(VCCD)(7)은 서로 다른 포텐셜 레벨을 갖는 제2,3P형 웰(2,1) 영역 내에 각각 형성된다. 그리고 제2,3P형 웰(2,1)은 제1P형 웰내에 형성된다.
상기와 같이 구성된 종래의 고체촬상 소자는 각각의 화소영역(9)에서 생성된 영상신호 전하가 VΦ1,VΦ2,VΦ3,VΦ4의 클럭에 의해 포텐셜 레벨이 순차적으로 변화되는 수직전하 전송영역(VCCD)(7)을 통해 수직 방향으로 전송되게 된다.
상기 수직전하 전송영역(VCCD)(7)에 의해 트랜스퍼 되어진 영상신호 전하는 HΦ1,HΦ2의 클럭에 의해 포텐셜 레벨이 순차적으로 변화되는 수평전하 전송영역(HCCD)(8)을 통해 수평 방향으로 전송되어 센싱 출력된다.
그러나 상기와 같은 종래의 고체촬상 소자에 있어서는 수직전하 전송영역(VCCD)과 수평전하 전송영역(HCCD)의 각웰이 오버랩되는 부분 즉, 인터페이스 되는 부분에서 발생되는 포텐셜 베리어층(10)에 의해 전하전송 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
즉, 영상신호 전하가 효율적으로 트랜스퍼 되지 못해 화면상에 블랙라인 결함(Black Line Defect)이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 고체촬상 소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 수직전하 전송영역(VCCD)과 수평전하 전송영역(HCCD)의 인터페이스 되는 부분(즉, 각 웰이 오버랩되는 부분)이 수평전하전송영역(HCCD)내에 오도록 하여 전하전송 효율(Charge Transfer Efficiency)을 높인 고체촬상 소자의 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고체촬상 소자의 구조는 수직전하전송영역이 형성된 제2도전형 제3웰과 수평전하전송영역이 형성된 제2도전형 제2웰이 오버랩되는 부분(인터페이스부)이 수평전하전송영역상의 수평전하전송게이트의 하측 안쪽에 형성됨을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 고체촬상 소자의 구조에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제3도(a),(b)는 본 발명의 CCD의 구성도이고, 제3도(c)는 본 발명의 CCD의 단면구조 및 포텐셜 프로파일이다.
제3도(a)(b)(c)에 도시한 바와 같이 n형의 반도체 기팡에 형성된 제1P형웰(37)의 일영역내에 형성되는 제2,3P형 웰(38,39)과, 상기 제3P형 웰(39)영역내에 형성된 포토다이오드영역(PD)(30)에서 생성된 전하를 수직방향으로 전송하기 위해 교대로 복수개 형성된 제1, 제2수직전하전송게이트(35)(34)를 구비한 수직전하 전송영역(VCCD)(31)과, 상기 제2P형 웰(38) 영역 내에 형성되어 상기 수직전하 전송영역(VCCD)(31)에서 전송된 영상신호 전하를 상측에 교대로 형성된 복수개의 제1, 제2수평전하전송게이트(36,40)에 인가되는 HΦ1,HΦ2클럭신호에 의해 수평방향으로 전송하는 수평전하 전송영역(HCCD)(33)으로 구성된다. 여기서 상기 수직 전하전송영역(VCCD)의 수직방향의 신호전달은 VΦ1,VΦ2,VΦ3,VΦ4의 클럭신호를 제1, 제2수직전하전송게이트(35,34)에 순차적으로 인가하므로써 순차적으로 포텐셜 레벨을 가변시키므로써 이루어진다.
이때, 수직전하 전송영역(VCCD)(31)이 형성된 제3P형 웰(39)과 수평전하 전송영역(HCCD)(33)이 형성된 제2P형 웰(38)의 인터페이스부(오버랩되는 부분;포텐셜 베리어층(32))가 수평전하 전송영역(HCCD)(33)의 제1, 제2수평전하전송게이트(36,40) 하측의 안쪽에 형성된다.
그리고 각각의 제1,2,3 P형 웰은 서로 다른 특성으로 형성된다.
각 웰에 대해 자세히 설명하면 다음과 같다.
전하결합소자는 전하의 트랜스퍼 동작시에 전하의 손실을 막기 위해서 전하가 반도체기판의 표면이 아닌 벌크영역에서 이동되어야 하고 이와 같이 전하가 벌크영역으로 이동되도록 하기 위해 제안된 것이 메몰전하전송영역(BCCD)의 형성이다. 또한 BCCD에서의 전하가 기판쪽으로 빠져나가는 것을 막기위한 것이 강한 P웰 베리어 형성인데 본발명에서의 강한 P웰 베리어 역할을 하는 것이 바로 제1P형 웰이다.
이와 같은 제1P형 웰은 CCD(VCCD,HCCD,PD 등을 포함하는)가 형성되는 부분, ESD(정전기 보호)회로부분, AMP(앰프) 부분 등에 형성되고, 제2, 제3P형 웰이 형성되기전에 형성되며 BCCD에서의 전하가 반도체기판쪽으로 빠져나가는 것을 막기 위한 목적을 만족시킬 수 있는 이온주입 농도 및 이온주입 에너지로 형성한다.
그리고 제2P형 웰은 HCCD,AMP,ESD 부분에 형성되는데 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
HCCD 영역에서는 전하를 빠르게(4-phase 클럭을 사용하는 VCCD보다 빠르게) AMP부분으로 이동시키기 위해 2-phase 클럭킹을 사용하는데, 2-phase클럭킹에 의해 전하를 이동시키기 위해서는 일정간격으로 베리어 이온주입층을 형성해야 한다.
즉, HCCD가 형성되는 제2P형 웰은 VCCD와는 다르게 베리어 이온주입층을 형성해야 하고, 전위차의 변동이 빨리 일어나야 하므로 전하전송효율의 극대화를 고려하여 이온주입에너지 및 그 농도를 제3P형 웰과 달리하여 형성한다.
그리고 제3P형 웰은 VCCD, P+(CST(채널스톱영역) 또는 PD(포토다이오드)의 표면 P+층)부분에 형성되는데, 이는 셔터 동작시에 VCCD에 있는 신호 전하들이 n형의 반도체기판으로 빠져나가는 것을 막을 수 있는 조건을 갖추도록 형성한다.
상기와 같은 본 발명의 고체촬상 소자는 수평전하 전송영역(HCCD)내에 제2,3P형 웰의 인터페이스(오버랩되는 부분)가 형성되기 때문에 2개의 웰의 인터페이스부에서 발생하는 포텐셜 베리어 또는 포텐셜 포켓에 의해 수직전하 전송영역에서 수평전하 전송영역으로 완전하게 전하전송이 이루어지지 못하는 문제점을 해결하여 전하전송 효율을 높여 화면상에 발생하는 블랙라인 결함(Black Line Defect)을 없애는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 제1도전형 반도체 기판, 상기 제1도전형 반도체기판에 형성되는 제2도전형 제1웰과, 빛 신호를 전기적인 영상신호로 출력하는 복수개의 포토다이오드, 상기 제2도전형 제1웰의 영역내에 형성되는 제2도전형 제2, 제3웰, 상기 제2도전형 제3웰 영역내에 형성되어 상기 포토다이오드 영역에서 생성된 신호전하를 복수개의 수직전하전송게이트를 통하여 수직방향으로 순차적으로 전송하는 수직전하 전송영역, 상기 제2도전형 제2웰 영역내에 형성되어 상기 수직전하 전송영역에서 전송된 영상신호 전하를 복수개의 수평전하전송게이트를 통하여 수평방향으로 전송하는 수평전하 전송영역을 구비한 고체촬상소자에 있어서, 상기 수직전하 전송영역이 형성된 상기 제2도전형 제3웰과 상기 수평전하전송영역잉 형성된 제2도전형 제2웰의 인터페이스부가 상기 수평전하전송영역 상에 형성된 상기 수평전하전송게이트 하측의 안쪽에 형성됨을 특징으로 하는 고체촬상소자의 구조.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386617B1 (ko) * 2000-12-12 2003-06-02 주식회사 하이닉스반도체 전하 결합 소자

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072204A (en) 1997-06-23 2000-06-06 Scientific Imaging Technologies, Inc. Thinned CCD
JP4482169B2 (ja) * 1999-01-19 2010-06-16 富士フイルム株式会社 撮像表示装置
KR100388803B1 (ko) 1999-07-14 2003-07-12 주식회사 하이닉스반도체 고체 촬상 소자 및 그 제조방법
JP4695745B2 (ja) * 1999-08-11 2011-06-08 富士フイルム株式会社 固体撮像素子及びその製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61144874A (ja) * 1984-12-19 1986-07-02 Toshiba Corp 電荷転送装置
JPS6425473A (en) * 1987-07-21 1989-01-27 Nec Corp Charge transfer device
JP2970158B2 (ja) * 1991-12-20 1999-11-02 日本電気株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP3052560B2 (ja) * 1992-04-15 2000-06-12 日本電気株式会社 電荷転送撮像装置およびその製造方法
KR950013435B1 (ko) * 1992-05-22 1995-11-08 삼성전자주식회사 정상상 및 거울상을 위한 고체촬영소자
JPH07202160A (ja) * 1993-12-27 1995-08-04 Sony Corp 固体撮像装置及びその製造方法、並びに半導体装置
DE4438318C2 (de) * 1994-10-26 2001-06-13 Gold Star Electronics Zweiphasen-CCD und Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100386617B1 (ko) * 2000-12-12 2003-06-02 주식회사 하이닉스반도체 전하 결합 소자

Also Published As

Publication number Publication date
JP2724995B2 (ja) 1998-03-09
US5716867A (en) 1998-02-10
DE19629898A1 (de) 1997-02-13
DE19629898C2 (de) 2001-04-26
KR970013394A (ko) 1997-03-29
JPH0955493A (ja) 1997-02-25

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