KR102081466B1 - 고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치 - Google Patents

고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치 Download PDF

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Abstract

본 기술은, 셀 사이즈를 미세화시켜도, 화이트 스폿이 눈에 띄지 않도록 할 수 있는 고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치에 관한 것이다. 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와, 레지스터부에 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와, 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와, 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며, 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적다.

Description

고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치{SOLID STATE IMAGING ELEMENT, SOLID STATE IMAGING DEVICE, AND CAMERA DEVICE}
본 기술은, 고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치에 관한 것으로, 특히, 셀 사이즈를 미세화시켜도, 화이트 스폿이 눈에 띄지 않도록 할 수 있도록 하는 고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치에 관한 것이다.
고체 촬상 장치로서, 전하 결합 소자(CCD)에 의한 고체 촬상 장치가 알려져 있다.
CCD형의 고체 촬상 소자는, 수광량에 응한 신호 전하를 생성, 축적하는 광전 변환 소자, 즉 포토 다이오드(PD ; Photo Diode)에 의한 수광 센서부가, 복수개 2차원 매트릭스형상으로 배열되어 구성되어 있다. 이 복수의 수광 센서부의 포토 다이오드에 입사하는 피사체의 광신호에 의거하여 신호 전하가 발생하고, 축적된다. 축적된 신호 전하는, 수광 센서부의 열마다 배치한 수직 전송 레지스터에 의해 수직 방향으로 전송됨과 함께, CCD 구조의 수평 전송 레지스터에 의해 수평 방향으로 전송된다. 그리고, 수평 방향으로 전송된 신호 전하는, 전하-전압 변환부를 갖는 출력부에서 피사체의 화상 정보로서 출력된다.
고체 촬상 소자는, 예를 들면, 수평 및 수직 방향으로 배치된 포토 다이오드로 이루어지는 복수의 수광 센서부, 판독부 및, 수직 전송 채널로 구성되는 복수의 화소를 갖는다.
수광 센서부는, n형 반도체로 이루어지는 기판의, p형 반도체 웰 영역에 형성되는 신호 전하 축적부와, 정공 축적 영역에 의해 구성된다.
신호 전하 축적부는, n형의 불순물 영역에 의해 형성된다. 정공 축적 영역은, p형의 불순물 영역(p+)에 의해 형성되고, 신호 전하 축적부의 표면에 형성된다.
수직 전송 채널은, 수광 센서부에 대해, 소정 간격을 띄우고 n형의 불순물 영역에 의해 형성되어 있다. 또한, 수직 전송 채널과, 판독 대상이 되는 일방측의 수광 센서부와의 사이에, p형의 불순물 영역(p)이 형성되어 판독부가 된다. 또한, 수직 전송 채널과, 판독 대상이 아닌 타방측의 수광 센서부와의 사이에는, p형의 불순물 영역(p+)으로 이루어지는 수평 소자 분리부가 형성된다. 그리고, 수광 센서부의 수직 방향의 양단부에는, p형의 불순물 영역(p+)으로 이루어지는 수직 소자 분리부가 형성된다.
수평 소자 분리부는, 수평 방향에서, 각각의 수광 센서부를 분리하는 것이고, 수직 소자 분리부는, 수직 방향에서, 각각의 수광 센서부를 분리하는 것이다. 그리고, 수직 소자 분리부, 수평 소자 분리부, 판독부는, 각각 수직 전송 채널에 접촉하여 형성된다.
판독부 및 수직 전송 채널상에는, 절연막을 통하여 제1 전송 전극 및 제2 전송 전극이 교대로 형성된다. 그리고, 수직 전송 채널, 제1 전송 전극 및 제2 전송 전극에 의해 수직 전송 레지스터가 구성된다.
또한, 미세 셀에서의 수직 전송 레지스터의 형성방법으로서, 수직 전송 채널의 세선화를 가능하게 하고, 또한, 수직 전송 채널의 포텐셜 분포에서, 포텐셜 배리어의 발생이 억제됨에 의해, 신호 전하의 전송 효율을 향상시키는 기술도 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개2010-80791호 공보
그런데, 종래로부터, CCD형의 고체 촬상 소자에서는, 수직 전송 레지스터에서 발생한 백선(화이트 스폿)이 화질에 주는 영향이 우려되고 있다. 이 화이트 스폿은, 수직 전송 레지스터로서 주입되는 n형 불순물의 결정 결함에 기인하여 발생한다. 즉, 화이트 스폿의 영향을 저감시키도록 하려면, 수직 전송 레지스터로서 주입된 n형 불순물의 주입량을 낮게 억제하는 것이 바람직하다.
그러나, 근래의 셀 사이즈의 미세화에 수반하여, 수직 전송 레지스터나 소자 분리부는 세선화되고, 전송 채널 및 각 소자 분리부를 형성하기 위해 고농도의 불순물이 주입된다. 이 때문에, 기판에의 결함 형성에 의해 백선은 보다 악화하는 경향에 있다. 또한, 고농도의 PN 접합부에서 강전계(强電界)에 의해, 결함으로부터의 암전류 성분이 강조되는 경향에 있다. 그 결과, 미세 셀에서는, 백선이 보다 현저하게 발생한다.
특허 문헌 1 등의 종래의 기술에서는, 수직 전송 레지스터 전체에 대한 총 불순물 주입량을 저감시키기는 어렵고, 그 결과, 충분한 백선 개선 효과를 얻을 수가 없었다.
본 기술은 이와 같은 상황을 감안하여 개시한 것으로, 셀 사이즈를 미세화시켜도, 화이트 스폿이 눈에 띄지 않도록 할 수 있도록 하는 것이다.
본 기술의 제1의 측면은, 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와, 상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와, 상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와, 상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며, 상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 소자이다.
상기 제1의 방향과 직교하는 상기 제2의 방향에서, 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 폭이, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 폭보다도 좁도록 할 수 있다.
상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물 농도보다도 낮도록 할 수 있다.
상기 제1의 방향과 직교하는 상기 제2의 방향에서, 상기 판독부 또는 상기 수평 소자 분리부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 불순물 농도가 가장 높은 위치인 최고 농도 위치에 관해, 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가깝도록 할 수 있다.
상기 최고 농도 위치 중, 상기 판독부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 최고 농도 위치에만 관해, 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가깝도록 할 수 있다.
상기 최고 농도 위치 중, 상기 수평 소자 분리부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 최고 농도 위치에만 관해, 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가깝도록 할 수 있다.
상기 로우 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부의 n형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부의 n형 불순물 농도에 비하여 높도록 할 수 있다.
상기 로우 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부 표면의 p형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부 표면의 p형 불순물 농도에 비하여 낮도록 할 수 있다.
본 발명의 제2의 측면은, 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와, 상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와, 상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와, 상기 레지스터부에 전압을 인가하는 복수의 전송 전극과, 상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위해 전압을 상기 전송 전극에 공급하는 타이밍 발생 회로를 가지며, 상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 장치이다.
본 발명의 제3의 측면은, 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와, 상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와, 상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와, 상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며, 상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 소자와, 상기 고체 촬상 소자에 대해 입사광을 유도하는 광학계와, 고체 촬상 소자로부터 출력되는 촬상 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하는 카메라 장치이다.
본 기술의 제1의 측면 내지 제3의 측면에서는, 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와, 상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와, 상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와, 상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며, 상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적다.
본 기술에 의하면, 셀 사이즈를 미세화시켜도, 화이트 스폿이 눈에 띄지 않도록 할 수 있다.
도 1은 본 기술을 적용한 고체 촬상 장치의 한 실시의 형태에 관한 개략 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 종래의 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도.
도 3은 도 2에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 4는 고체 촬상 장치에 의한 동화상 촬영시의 전하 전송에 관한 타이밍 차트.
도 5는 도 4의 전송 클록 신호의 파형을 확대한 도면.
도 6은 도 5에서의 각 시각의 각 전송 전극의 포텐셜을 도시하는 도면.
도 7은 백선과 로우 레벨 전압의 관계를 도시하는 도면.
도 8은 백선과 미들 레벨 전압의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도.
도 10은 도 9에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 11은 완성한 기판상의 촬상부의 구성을 설명하는 단면도.
도 12는 불순물의 농도의 변화를 설명하는 도면.
도 13은 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 14는 도 13에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 15는 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 또 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 16은 도 15에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 17은 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 또 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 18은 도 17에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 19는 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 또 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 20은 도 19에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 21은 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 또 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 22는 도 21에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 23은 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 또 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 24는 도 23에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도.
도 25는 도 23의 1점쇄선(E-E')에서의 단면도.
도 26은 완성한 기판상의 촬상부의 구성을 설명하는 단면도.
도 27은 불순물의 농도의 변화를 설명하는 도면.
도 28은 완성한 기판상의 촬상부의 다른 구성을 설명하는 단면도.
도 29는 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 또 다른 구성례를 도시하는 평면도.
도 30은 고체 촬상 장치에 의한 정지화 촬영시의 전하 전송에 관한 타이밍 차트.
도 31은 도 30의 전송 클록 신호의 파형을 확대한 도면.
도 32는 도 31에서의 각 시각의 각 전송 전극의 포텐셜을 도시하는 도면.
도 33은 본 기술을 적용한 전자기기로서의, 카메라 장치의 구성례를 도시하는 블록도.
도 1은, 본 기술을 적용한 고체 촬상 장치의 한 실시의 형태에 관한 개략 구성을 도시하는 블록도이다. 동 도면에 도시하는 고체 촬상 장치(10)는, CCD 촬상 소자(11) 및, 타이밍 발생 회로(12)에 의해 구성되어 있다.
CCD 촬상 소자(11)는, 촬상부(22), 수평 전송 레지스터(23) 및, 출력부(24)에 의해 구성되어 있다. 출력부(24)는, 예를 들면 플로팅 게이트로 구성된 전하-전압 변환부를 갖는다.
촬상부(22)는, 광전 변환을 행하는 센서부, 도면 중 센서부의 왼쪽에 도시되어 있는 수직 전송 레지스터 및, 센서부(수광부)에 축적된 신호 전하를 수직 전송 레지스터에 판독하는 판독부로 이루어지는 화소를, 평면 매트릭스형상으로 다수 배치시켜서 구성되어 있다.
각 화소 사이는, 도시하지 않은 수평 소자 분리부(채널 스토퍼)로 전기적으로 간섭하지 않도록 분리되어 있다. 수직 전송 레지스터는, 센서부의 열마다 공통화되어, 행방향으로 소정의 갯수 배치되어 있다. 또한, 도면 중 종방향으로 병렬된 개별적의 센서부의 사이에도 도시하지 않은 수직 소자 분리부가 마련되어, 전기적으로 간섭하지 않도록 분리된다.
촬상부(22)에는, 수직 전송 레지스터를 구동하는 수직 전송 클록 신호(φV1 내지 φV8)가 입력된다. 수평 전송 레지스터에는, 이것을 구동하는 수평 전송 클록 신호(φH1 및 φH2)가 입력된다. 수직 전송 클록 신호(φV1 내지 φV8) 및, 수평 전송 클록 신호(φH1 및 φH2)는, 타이밍 발생 회로(12)에 의해 생성된다.
수직 전송 레지스터 및 수평 전송 레지스터는, 반도체 기판 내의 표면측에 불순물이 도입되어 형성되는 마이너리티·캐리어의 전위 우물과, 절연막을 통하여 기판상에 반복 분리하여 형성되는 복수의 전극(전송 전극)으로 구성되어 있다. 상술한 마이너리티·캐리어의 전위 우물은, 「전송 채널」이라고도 칭하여진다.
수직 전송 레지스터 및 수평 전송 레지스터에는, 그 전송 전극에 대해 상술한 전송 클록 신호(φV1 내지 φV8, 또는, φH1 및 φH2)가 각각 주기적으로 위상을 어긋내어 인가된다. 수직 전송 레지스터 및 수평 전송 레지스터는, 전송 전극에 인가된 전송 클록 신호에 제어되어 상기 전위 우물의 포텐셜 분포가 순차적으로 변화하고, 이 전위 우물 내의 전하를 전송 클록 신호의 위상 어긋냄 방향으로 전송하는, 이른바 시프트 레지스터로서 기능한다.
또한, 전송 전극은, 센서부 및 수직 소자 분리부의 각각에 대응하여 마련되도록 이루어져 있다.
다음에, 촬상부(22)의 상세한 구성에 관해 설명한다.
도 2는, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 종래의 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 또한, 실제로는, 도 2는, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다.
도 2의 예에서는, n형 불순물 영역으로서 구성되는 센서부(108)가 도면 중 종방향으로 병렬되어 있다. 이 예에서는, 좌우로 2열의 센서부(108)가 병렬되어 있다. 또한, 센서부(108)의 표면(수광측)에는, p형 불순물 영역이 형성되고, 센서부(108)의 저면(기판측)에도 p형 불순물 영역(p형 웰)이 형성된다.
도면 중 종방향으로 인접하는 센서부와 센서부의 사이에는, p형 불순물 영역으로서 구성되는 수직 소자 분리부(102)가 마련되어 있다.
또한, 센서부(108)의 도면 중 좌측에는, p형 불순물 영역으로서 구성되는 판독부(103)가 마련되어 있다.
또한, 판독부(103)의 도면 중 좌측에는, n형 불순물 영역으로서 구성되는 수직 전송 레지스터(101)가 마련되어 있다.
수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 좌측에는, p형 불순물 영역으로서 구성되는 수평 소자 분리부(104)가 마련되어 있다.
즉, n형 불순물 영역인 센서(108)는, 좌우가 p형 불순물 영역인 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104), 상하가 p형 불순물 영역인 수직 소자 분리부(102)에 의해 둘러싸여진다. 이와 같이, p형 불순물 영역에서 둘러싸여진 n형 불순물 영역인 센서(108)의 각각이, 촬상부(22)에 배치된 화소를 구성하게 된다.
또한, 도 2의 도면 중 가장 좌측에는, 상술한 전송 전극이 마련되어 있다. 상술한 바와 같이, 전송 전극(105-1) 내지 전송 전극(105-8)은, 센서부 및 수직 소자 분리부의 각각에 대응하여 마련된다. 즉, 각 센서부(108) 및, 각 수직 소자 분리부(102)의 각각과 수직 방향의 위치가 같은 위치로 되도록, 전송 전극(105-1) 내지 전송 전극(105-8)이 마련되어 있다.
또한, 전송 전극(105-1) 내지 전송 전극(105-8)을 개개로 구별할 필요가 없는 경우는, 단지 전송 전극(105)이라고 칭한다.
또한, 도 2에서는, 도면 중 가장 좌측에만 전송 전극(105)이 도시되어 있지만, 실제로는, 전송 전극(105)은, 도면 중 횡방향을 향하여 연재되도록 구성된다.
도 3은, 도 2에서의 1점쇄선(A-A', 또는 B-B')에서의 단면도이다. 도 3의 A는, 도 2에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 3의 B는, 도 2에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다.
도 3의 A에 도시되는 바와 같이, 각 수직 소자 분리부(102)의 위에는, 전송 전극(105-2)이 연재되어 있다. 한편, 도 3의 B에 도시되는 바와 같이, 센서부(108)의 상부에는, 전송 전극(105-3)이 배치되지 않도록 이루어지고 있다.
또한, 도 3의 B에 도시되는 바와 같이, 센서부(108)의 표면(수광측)에는, p형 불순물 영역(107)이 형성되어 있고, 센서부(108)의 저면(기판측)에는, p형 웰(109)이 형성되어 있다.
또한, 도 3의 A 및 도 3의 B에 도시되는 바와 같이, 전송 전극(105), 수직 전송 레지스터(101), 판독부(103), 수평 소자 분리부(104) 등은, 기판(110)의 위에 형성되고, 전송 전극(105)의 직하(直下)에는, 절연막(106)이 배치된다.
도 4는, 고체 촬상 장치(10)에 의한 동화상 촬영시의 전하 전송에 관한 타이밍 차트이다. 동 도면의 예에서는, 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형이 도시되어 있다. 동 도면에서는, 도면 중 수직 방향의 선으로 되어 있는 부분이, 실제로는 각 신호의 펄스가 된다.
전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형은, H(하이 레벨 전압), M(미들 레벨 전압), 또는 L(로우 레벨 전압)의 어느 하나의 전압치로 변화하도록 되어 있다. 각 신호에서, 수평 방향의 선으로서 기재되어 있는 부분이 대기 전압이 된다.
여기서, 미들 레벨 전압은, 거의 0V가 되는 전압으로 되고, 하이 레벨 전압은 정의 전압으로 되고, 로우 레벨 전압은 부의 전압으로 된다. 즉, 전압의 절대치에 주목한 경우, 미들 레벨 전압의 값은 작고, 하이 레벨 전압 및 로우 레벨 전압의 값은 큰 것으로 된다.
도 4에 도시되는 바와 같이, 각 전송 전극에 대해 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)가 각각 주기적으로 위상을 어긋내어 인가된다. 수직 전송 레지스터는, 전송 전극에 인가된 전송 클록 신호에 제어되어 전위 우물의 포텐셜 분포가 순차적으로 변화하고, 이 전위 우물 내의 전하를 전송 클록 신호의 위상 어긋냄 방향으로 전송하는, 이른바 시프트 레지스터로서 기능한다.
도 5는, 예를 들면, 도 4에서, 전송 클록 신호(φV1)가 H가 되고, 센서부(108)로부터 수직 전송 레지스터(101)에 전하가 판독된 직후의 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형을 확대한 도면이다. 이 예에서는, 시각(t0) 내지 시각(t8)에서의 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형이 도시되어 있다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)에서는, 위상을 어긋내어 펄스가 형성되어 있다.
도 6은, 도 5에서의 시각(t0) 내지 시각(t8)의 각 전송 전극의 포텐셜을 도시하는 도면이다. 또한, 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 각각이 인가되는 전송 전극이, 전송 전극(V1) 내지 전송 전극(V8)으로서 기재되어 있다. 동 도면에서, 흑색이 굵은 횡선으로서 도시되는 부분이 포텐셜의 우물이 되고, 흰 돌기와 같이 도시되는 부분이 포텐셜 배리어가 된다.
이와 같이, 전송 전극(V1) 내지 전송 전극(V8)에 각각 인가되는 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)에 제어되어 전위 우물의 포텐셜 분포가 순차적으로 변화한다. 그리고, 이 전위 우물 내의 전하가 전송 클록 신호의 위상 어긋냄 방향으로 전송되게 된다.
전송 전극(V1) 내지 전송 전극(V8) 중, 자신(自分)에게 인가되는 전송 클록 신호의 대기 전압이 L인 것을, VL 전극으로 칭하기로 하고, 대기 전압이 M인 것을, VM 전극으로 칭하기로 한다. 도 4에 도시하는 예에서는, 전송 클록 신호(φV1) 및 전송 클록 신호(φV8)의 대기 전압이 L로 되어 있다. 따라서 전송 전극(V1) 및 전송 전극(V8)이 VL 전극으로 되고, 전송 전극(V2) 내지 전송 전극(V7)은, VM 전극으로 된다.
도 2의 예에서는, 도면 중 위부터 2번째의 전송 전극(105-2)과, 도면 중 위부터 3번째의 전송 전극(105-3)이 VL 전극으로 되어 있고, 그 밖의 전송 전극은 VM 전극으로 되어 있다.
그런데, CCD 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에서는, 수직 전송 레지스터에서 발생한 백선(화이트 스폿)이 화질에 주는 영향이 우려된다. 이 화이트 스폿은, 수직 전송 레지스터로서 주입되는 n형 불순물의 결정 결함에 기인하여 발생한다. 즉, 화이트 스폿의 영향을 저감시키도록 하려면, 수직 전송 레지스터로서 주입되는 n형 불순물의 주입량을 낮게 억제하는 것이 바람직하다.
그러나, 수직 전송 레지스터에서 취급할 수 있는 전하량에 대응하여 n형 영역(수직 전송 레지스터)의 포텐셜을 충분히 깊게 할 필요가 있다. 이 때문에, 단순하게 n형 불순물 주입량을 줄이는 것만으로는, 수직 전송 레지스터의 취급 전하량에 대응하는 포텐셜의 크기를 얻을 수가 없다.
그래서, 예를 들면, n형 영역의 폭(즉, 수직 전송 레지스터의 선폭)을 넓힘으로써, 취급 전하량에 대응하는 포텐셜의 크기를 얻는다는 방식도 생각된다. 수직 전송 레지스터의 선폭을 넓게 하면, 포텐셜이 얕아도 충분한 취급 전하량을 확보할 수 있고, 수직 전송 레지스터의 불순물량을 저감시킬 수 있다. 또한, 수직 전송 레지스터의 선폭을 넓게 형성함으로써, 인접하는 판독부 및 수직 소자 분리부의 p형 불순물 영역에서의 불순물의 확산의 영향을 받기 어려워져서, 소망하는 포텐셜을 얻기 위해 필요해지는 n형 불순물 주입량을 억제하는 것도 가능해진다.
그러나, 근래, CCD 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자에서는, 화소 사이즈의 미세화가 진행되고 있고, 이와 같은 상황 중에서 지금까지 이상으로 수직 전송 레지스터의 폭을 넓히도록 설계 변경 등 하는 것은 어렵다. 또한, 수직 전송 레지스터의 선폭을 넓게 형성한 만큼, 센서부의 수광면의 면적이 작아지는 것도 생각되고, 감도의 저하나 포화 신호량의 저하 등, 화질에 주는 영향이 우려된다.
또한, 백선(화이트 스폿)은, 로우 레벨 전압과의 상관성이 높은 것이 실험에 의해 분명해졌다. 도 7은, 백선과 로우 레벨 전압의 관계를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 횡축이 로우 레벨 전압치가 되고, 종축이 백선 출력 레벨이 되고, 로우 레벨 전압의 변화에 수반하는 백선의 출력 레벨의 변화가 선(201) 및 선(202)에 의해 도시되어 있다.
또한, 선(201)은, 그다지 화질에 영향을 주지 않는 양질의 백선(백선 양품)의 경우의 로우 레벨 전압의 변화에 수반하는 백선의 출력 레벨의 변화를 나타내는 것으로 된다. 선(202)은, 화질에 영향을 주는 백선(백선 불량품)의 경우의 로우 레벨 전압의 변화에 수반하는 백선의 출력 레벨의 변화를 나타내는 것으로 된다.
도 7의 선(202)으로 도시되는 바와 같이, 로우 레벨 전압치가 낮을 수록, 백선의 출력 레벨이 커지고 있다. 즉, 로우 레벨 전압치가 낮을 수록, 화이트 스폿에 의해 화질이 악화하게 된다. 또한, 선(201)의 경우, 로우 레벨 전압의 변화에 관계 없이, 백선의 출력 레벨은 거의 일정하다.
도 8은, 백선과 미들 레벨 전압의 관계를 도시하는 도면이다. 동 도면은, 횡축이 미들 레벨 전압치가 되고, 종축이 백선 출력 레벨이 되고, 미들 레벨 전압의 변화에 수반한 백선의 출력 레벨의 변화가 선(203) 및 선(204)에 의해 도시되어 있다.
또한, 선(203)은, 그다지 화질에 영향을 주지 않는 양질의 백선(백선 양품)의 경우의 미들 레벨 전압의 변화에 수반하는 백선의 출력 레벨의 변화를 나타내는 것으로 된다. 선(204)은, 화질에 영향을 주는 백선(백선 불량품)의 경우의 미들 레벨 전압의 변화에 수반하는 백선의 출력 레벨의 변화를 나타내는 것으로 된다.
도 7의 경우와 달리, 선(203) 및 선(204)의 경우 모두, 미들 레벨 전압의 변화에 관계없이, 백선의 출력 레벨은 거의 일정하다.
도 7과 도 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생은, 로우 레벨 전압의 변화와의 상관성이 높다. 이것은, 로우 레벨 전압 인가시에 전계 강도가 커지고, 암전류의 발생을 조장하기 때문에라고 생각된다.
본 기술에서는, 고체 촬상 소자의 화소 사이즈의 미세화를 방해하는 일 없이, 화이트 스폿의 영향을 저감할 수 있도록 한다.
도 9는, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 본 기술의 한 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 도 10은, 도 9에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도이다. 도 10의 A는, 도 2에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 10의 B는, 도 9에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다. 또한, 도 10의 C는, 도 9에서의 1점쇄선(C-C')에서의 단면도가 되고, 도 10의 D는, 도 9에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도가 된다.
또한, 실제로는, 도 9는, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다.
도 9에서, 도 2와 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 또한, 도 10에 있어서, 도 3과 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 9 및 도 10의 예에서는, 도 2 및 도 3의 경우와 달리, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 가늘게 구성되어 있다.
예를 들면, 도 9에서, 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭이, 도면 중 가장 위의 부분이나 도면 중 가장 아래의 부분에서는, 동일한 폭(W11)으로 되어 있지만, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 가늘게 변형하고, 폭(W12)으로 되어 있다. 그리고, 수직 전송 레지스터(101)는, 폭(W12)을 유지한 채로 연재되고, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 폭(W11)이 되도록 굵게 변형하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 10의 A에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W12)은, 도 10의 C에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W11)보다 좁게 되어 있다. 그리고, 도 10의 B에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W12)은, 도 10의 D에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W11)보다 좁게 되어 있다. 한편으로, 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수직 방향의 폭(두께)은, 도 10의 A 내지 도 10의 D의 어느 것도 같게 되어 있다.
또한, 도 9 및 도 10의 예에서는, 도 2 및 도 3의 경우와 달리, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)가 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡하여 구성되어 있다.
예를 들면, 도 9에서, 판독부(103)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치는, 도면 중의 상측 단부나 하측 단부에서는, 1점쇄선(151)으로 도시되는 위치로 되어 있다. 그러나, 판독부(103)의 중심부는, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 도면 중 오른쪽 방향으로 구부러져서, 1점쇄선(152)으로 도시되는 위치로 되어 있다. 그리고, 판독부(103)의 중심부는, 1점쇄선(152)으로 도시되는 위치인 채로 연재되어, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 위치(1점쇄선(151)으로 도시되는 위치)가 되도록 도면 중 왼쪽 방향으로 구부러져 있다.
또한, 예를 들면, 도 9에서, 수평 소자 분리부(104)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치는, 도면 중의 상측 단부나 하측 단부에서는, 1점쇄선(153)으로 도시되는 위치로 되어 있다. 그러나, 수평 소자 분리부(104)의 중심부는, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 도면 중 왼쪽 방향으로 구부러져서, 1점쇄선(154)으로 도시되는 위치로 되어 있다. 그리고, 수평 소자 분리부(104)의 중심부는, 1점쇄선(154)으로 도시되는 위치인 채로 연재되어, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 위치(1점쇄선(153)으로 도시되는 위치)가 되도록 도면 중 오른쪽 방향으로 구부러져 있다.
또한, 예를 들면, 도 10의 A에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W21)은, 도 10의 C에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W22)보다 좁게 되어 있다. 즉, 도 9에서 상술한 바와 같이, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)가 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡함에 의해, 1점쇄선(A-A')의 위치에서는, 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭이 좁아진다.
또한, 도 10의 B에서의 판독부(103)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치는, 도 10의 D에서의 판독부(103)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치보다 오른쪽으로 어긋나 있다. 도 10의 B에서의 수평 소자 분리부(104)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치는, 도 10의 D에서의 수평 소자 분리부(104)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치보다 왼쪽으로 어긋나 있다. 한편으로, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭은, 도 10의 B와 도 10의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 실제로는, 도 9는, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다. 즉, 기판의 제조 프로세스에서, 수직 전송 레지스터(101)를 형성하는 n형 불순물과, 판독부(103), 수직 소자 분리부(102) 및 수평 소자 분리부(104)를 형성하는 p형 불순물이 확산한다. 도 10에 도시한 단면도는, 간단함을 위해, 이 제조 프로세스에서 불순물의 확산을 무시하고 기재되어 있지만, 불순물의 확산을 고려한 경우, 완성한 기판상의 촬상부의 단면도는, 도 10에 도시하는 것과는 약간 다른 것이 된다.
도 11은, 완성한 기판상의 촬상부의 구성을 설명하는 단면도이고, 제조 프로세스에서 불순물의 확산을 고려한 단면도이다. 도 11의 A는, 도 9에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도이고, 도 10의 B에 대응하는 단면도가 된다. 또한, 도 11의 B는, 도 9에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도이고, 도 10의 D에 대응하는 단면도가 된다.
도 10의 B 및 도 10의 D에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 판독부(103)가 격리되어 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있지만, 도 11의 A와 도 11의 B에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 판독부(103)가 접촉하여 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있다. 또한, 도 10의 B 및 도 10의 D에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 수평 소자 분리부(104)가 격리되어 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있지만, 도 11의 A와 도 11의 B에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 수평 소자 분리부(104)가 접촉하여 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있다.
즉, 제조 프로세스에서 불순물이 확산함에 의해, n형 불순물 영역(수직 전송 레지스터(101))와 p형 불순물 영역(판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104))가 확산한 것이다. 그러나, 도 9에 도시된 바와 같은 마스크를 이용하여 불순물을 부착시킨 경우, 예를 들면, n형 불순물의 농도는, 수직 전송 레지스터(101)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어진다. 또한, 예를 들면, p형 불순물의 농도는, 판독부(103) 또는 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어진다.
도 11에서는, n형 불순물의 농도가 수직 전송 레지스터(101)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어지는 상태가, 그라데이션에 의해 표현되어 있다. 또한, 마찬가지로, p형 불순물의 농도가 판독부(103) 또는 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어지는 상태가 그라데이션에 의해 표현되어 있다.
도 12는, 상술한 불순물의 농도의 변화를 설명하는 그래프이다. 동 도면은, 횡축이 도 11에서의 수평 방향의 위치가 되고, 종축이 불순물의 농도가 된다.
도 12에서, 실선(211)은, 도 11의 A의 1점쇄선(F-F')에서의 n형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있고, 점선(212)은, 도 11의 B의 1점쇄선(G-G')에서의 n형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있다.
실선(211)은, 점선(212)과 비교하여 보다 가파르게 변화하고 있다. 즉, 실선(211) 및 점선(212)은, 모두 도면 중 중앙에서, 피크가 형성되고, 도면 중의 좌우를 향하여 경사하고 있지만, 실선(211)의 경사의 쪽이 보다 가파른 것으로 되어 있다.
또한, 도면 중의 중앙 부근의 n형 불순물의 농도는, 수직 전송 레지스터(101)의 n형 불순물의 농도를 나타내는 것인데, 도면 중의 좌우 양단 부근의 n형 불순물의 농도는, 센서부(108)의 n형 불순물의 농도를 나타내는 것이다.
또한, 도 12에서, 실선(213)은, 도 11의 A의 1점쇄선(F-F')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있고, 점선(214)은, 도 11의 B의 1점쇄선(G-G')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있다. 또한, 실선(213)과 점선(214)은, 수평 소자 분리부(104)의 p형 불순물의 농도를 나타내는 것이다.
실선(213)은, 점선(214)과 비교하여 보다 가파르게 변화하고 있다. 즉, 실선(213) 및 점선(214)은, 모두 도면 중 좌측의 1점에서, 피크가 형성되고, 피크의 좌우로 완만하게 경사하고 있지만, 실선(213)의 경사의 쪽이 보다 가파르게 경사하고 있다.
또한, 도 12에서, 실선(215)은, 도 11의 A의 1점쇄선(F-F')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있고, 점선(216)은, 도 11의 B의 1점쇄선(G-G')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있다. 또한, 실선(215)과 점선(216)은, 판독부(103)의 p형 불순물의 농도를 나타내는 것이다.
실선(215)은, 점선(216)과 비교하여 보다 가파르게 변화하고 있다. 즉, 실선(215) 및 점선(216)은, 모두 도면 중 우측의 1점에서, 피크가 형성되고, 피크의 좌우를 향하여 경사하고 있지만, 실선(215)의 경사의 쪽이 보다 가파르게 경사하고 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 상술한 바와 같이, 촬상부(22)를 구성함으로써, 고체 촬상 소자의 화소 사이즈의 미세화를 방해하는 일 없이, 화이트 스폿의 영향을 저감할 수 있다.
즉, 본 기술에서는, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생이 현저해지는 VL 전극하(電極下)에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 좁게 한다. 이에 의해, VL 전극하에서의 n형 불순물의 주입량이 감소하고, 완성한 기판상에서의 단위 면적당의 n형 불순물의 양이 VL 전극하에서 적어지기 때문에, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생을 억제할 수 있다. 즉, VL 전극하에서의 n형 불순물의 총량이 적어진다.
그 한편으로, 본 기술에서는, VL 전극하에서, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심을, 수직 전송 레지스터로부터 멀게 한다. 이에 의해, 수직 전송 레지스터(101)는, 인접하는 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 p형 불순물의 확산의 영향을 받기 어렵게 되어, n형 불순물의 주입량을 줄여도, 포텐셜을 충분히 깊게 할 수 있다. 즉, 수직 전송 레지스터(101)의 선폭을 좁게 하여도 소망하는 포텐셜을 얻을 수 있다.
또한, 본 기술에서는, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심을, 수직 전송 레지스터로부터 멀게 함에 의해, 센서부(108)의 수광면의 면적이 일부 축소한다. 그러나, 수광면의 면적이 축소하는 것은, VL 전극하에 배치된 센서부(108)뿐이고, 그 밖의 센서부의 수광면의 면적은 변하지 않는다. 따라서, 감도의 저하나 포화 신호량의 저하 등, 화질에 주는 영향은 극히 한정된 것이 된다.
도 13은, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 본 기술의 다른 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 도 14는, 도 13에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도이다. 도 14의 A는, 도 13에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 14의 B는, 도 13에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다. 또한, 도 14의 C는, 도 13에서의 1점쇄선(C-C')에서의 단면도가 되고, 도 14의 D는, 도 13에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도가 된다.
또한, 실제로는, 도 14는, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다.
도 13에서, 도 9와 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 또한, 도 14에서, 도 10과 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 13 및 도 14에 도시되는 구성의 경우, 도 9 및 도 10을 참조하여 상술한 구성과 달리, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 도면 중 좌측만을 깎은 것같이 가늘게 구성되어 있다.
예를 들면, 도 13에서, 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭이, 도면 중 가장 위의 부분이나 도면 중 가장 아래의 부분에서는, 동일한 폭(W11)으로 되어 있지만, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 좌측만 가늘게 변형하고, 폭(W13)으로 되어 있다. 그리고, 수직 전송 레지스터(101)는, 폭(W13)을 유지한 채로 연재되고, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 폭(W11)이 되도록 굵게 변형하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 14의 A에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W13)은, 도 14의 C에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W11)보다 좁게 되어 있다. 그리고, 도 14의 B에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W13)은, 도 14의 D에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W11)보다 좁게 되어 있다. 한편으로, 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수직 방향의 폭(두께)은, 도 14의 A 내지 도 14의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 도 13 및 도 14의 예에서는, 도 9 및 도 10의 경우와 달리, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수평 소자 분리부(104)만이 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡하여 구성되어 있다.
예를 들면, 도 13에서, 수평 소자 분리부(104)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치는, 도면 중의 상측 단부나 하측 단부에서는, 1점쇄선(153)으로 도시되는 위치로 되어 있다. 그러나, 수평 소자 분리부(104)의 중심부는, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 도면 중 왼쪽 방향으로 구부러져서, 1점쇄선(154)으로 도시되는 위치로 되어 있다. 그리고, 수평 소자 분리부(104)의 중심부는, 1점쇄선(154)으로 도시되는 위치인 채로 연재되어, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 위치(1점쇄선(153)으로 도시되는 위치)가 되도록 도면 중 오른쪽 방향으로 구부러져 있다.
또한, 예를 들면, 도 14의 A에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W23)은, 도 14의 C에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W22)보다 좁게 되어 있다. 즉, 도 13에서 상술한 바와 같이, 수평 소자 분리부(104)가 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡함에 의해, 1점쇄선(A-A')의 위치에서는, 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭이 좁아진다.
또한, 도 14의 B에서의 수평 소자 분리부(104)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치는, 도 14의 D에서의 수평 소자 분리부(104)의 중심부의 도면 중 수평 방향의 위치보다 왼쪽으로 어긋나 있다. 한편으로, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭은, 도 14의 B와 도 14의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 실제로는, 도 13은, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다. 즉, 기판의 제조 프로세스에서, 수직 전송 레지스터(101)를 형성하는 n형 불순물과, 판독부(103), 수직 소자 분리부(102) 및 수평 소자 분리부(104)를 형성하는 p형 불순물이 확산한다. 도 14에 도시한 단면도는, 간단함을 위해, 이 제조 프로세스에서 불순물의 확산을 무시하고 기재되어 있지만, 불순물의 확산을 고려한 경우, 완성한 기판상의 촬상부의 단면도는, 도 14에 도시하는 것과는 약간 다른 것이 된다.
즉, 완성한 기판상에서는, 도 11, 도 12 등을 참조하여 상술한 경우와 마찬가지로, n형 불순물의 농도 및 p형 불순물의 농도를 변화시키면서, 수직 전송 레지스터(101)와 수평 소자 분리부(104)가 접촉한 상태로 구성된다.
도 13 및 도 14를 참조하여 상술한 바와 같이, 촬상부(22)를 구성함으로써, 역시 고체 촬상 소자의 화소 사이즈의 미세화를 방해하는 일 없이, 화이트 스폿의 영향을 저감할 수 있다.
즉, 도 13 및 도 14의 구성의 경우, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생이 현저해지는 VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 좁게 한다. 이에 의해, VL 전극하에서의 n형 불순물의 주입량이 감소하고, 완성한 기판상에서의 단위 면적당의 n형 불순물의 양이 VL 전극하에서 적어지기 때문에, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생을 억제할 수 있다. 즉, VL 전극하에서의 n형 불순물의 총량이 적어진다.
그 한편으로, VL 전극하에서, 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심을, 수직 전송 레지스터로부터 멀게 한다. 이에 의해, 수직 전송 레지스터(101)는, 인접하는 수평 소자 분리부(104)의 p형 불순물의 확산의 영향을 받기 어렵게 되어, n형 불순물의 주입량을 줄여도, 포텐셜을 충분히 깊게 할 수 있다. 즉, 수직 전송 레지스터(101)의 선폭을 좁게 하여도 소망하는 포텐셜을 얻을 수 있다.
단, 도 13 및 도 14의 구성에서의 VL 전극하의 수직 전송 레지스터(101)의 선폭(W13)은, 도 9 및 도 10의 구성에서의 VL 전극하의 수직 전송 레지스터(101)의 선폭(W12)보다도 굵다. 이 때문에, 도 9 및 도 10의 구성과 비교하면, 도 13 및 도 14의 구성에서는, n형 불순물의 주입량은 약간 증가하고, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생의 억제 효과는 약간 감소한다.
한편으로, 도 13 및 도 14의 구성은, 도 9 및 도 10의 구성과 비교하면, VL 전극하의 센서부(108)의 수광면의 면적의 축소의 정도가 작다. 따라서, 감도의 저하나 포화 신호량의 저하 등, 화질에 주는 영향은 더욱 한정된 것이 된다.
도 13과 도 14에서는, 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 도면 중 좌측만을 깎은 것같이 가늘게 구성되고, 수평 소자 분리부(104)만이 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡하여 구성되는 예에 관해 설명하였다.
그러나, 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 도면 중 우측만을 깎은 것같이 가늘게 구성되고, 판독부(103)만이 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡하여 구성되도록 하여도 좋다. 도 15 및 도 16에, 이 경우의 구성을 도시한다.
도 15는, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 본 기술의 다른 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 도 16은, 도 15에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도이다. 도 16의 A는, 도 15에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 16의 B는, 도 15에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다. 또한, 도 16의 C는, 도 15에서의 1점쇄선(C-C')에서의 단면도가 되고, 도 16의 D는, 도 15에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도가 된다.
또한, 실제로는, 도 15는, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다. 즉, 완성한 기판상에서는, 도 11, 도 12 등을 참조하여 상술한 경우와 마찬가지로, n형 불순물의 농도 및 p형 불순물의 농도를 변화시키면서, 수직 전송 레지스터(101)와 판독부(103)가 접촉한 상태로 구성된다.
상술한 바와 같이, 도 15와 도 16에 도시하는 구성은, 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 도면 중 우측만을 깎은 것같이 가늘게 구성되고, 판독부(103)만이 센서부(108)의 중심에 근접하도록 만곡하여 구성되어 있다. 이에 의해, 역시, 도 13 및 도 14의 구성의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있다.
그런데, 도 9와 도 10을 참조하여 상술한 예에서는, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 가늘게 하고, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심을, 수직 전송 레지스터로부터 멀게 한 예에 관해 설명하였다. 그러나, 이 경우, 상술한 바와 같이, VL 전극하에서, 센서부(108)의 수광면의 면적이 축소한다.
예를 들면, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 가늘게 함과 함께, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선폭도 가늘게 하면, 센서부(108)의 수광면의 면적을 유지할 수도 있다. 도 17 및 도 18에, 이 경우의 구성을 도시한다.
도 17은, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 본 기술의 또 다른 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 도 18은, 도 17에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도이다. 도 18의 A는, 도 17에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 18의 B는, 도 17에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다. 또한, 도 18의 C는, 도 17에서의 1점쇄선(C-C')에서의 단면도가 되고, 도 18의 D는, 도 17에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도가 된다.
또한, 실제로는, 도 17은, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다. 즉, 완성한 기판상에서는, 도 11, 도 12 등을 참조하여 상술한 경우와 마찬가지로, n형 불순물의 농도 및 p형 불순물의 농도를 변화시키면서, 수직 전송 레지스터(101)와, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 각각이 접촉한 상태로 구성된다.
도 17에서, 도 9와 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 또한, 도 18에서, 도 10과 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 17 및 도 18의 구성에서는, 도 9 및 도 10의 경우와 마찬가지로, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 가늘게 구성되어 있다.
또한, 도 17 및 도 18의 구성에서는, 도 9 및 도 10의 경우와 달리, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선폭이 가늘게 구성되어 있다.
예를 들면, 도 17에서, 판독부(103)의 도면 중 수평 방향의 폭이, 도면 중 가장 위의 부분이나 도면 중 가장 아래의 부분에서는, 동일한 폭(W31)으로 되어 있지만, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 좌측만 가늘게 변형하고, 폭(W32)으로 되어 있다. 그리고, 판독부(103)는, 폭(W32)을 유지한 채로 연재되고, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 폭(W31)이 되도록 굵게 변형하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 18의 B에서의 판독부(103)의 도면 중 수평 방향의 폭(W32)은, 도 18의 D에서의 판독부(103)의 도면 중 수평 방향의 폭(W31)보다 좁게 되어 있다. 한편으로, 판독부(103)의 도면 중 수직 방향의 폭(두께)은, 도 18의 B와 도 18의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 예를 들면, 도 17에서, 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭이, 도면 중 가장 위의 부분이나 도면 중 가장 아래의 부분에서는, 동일한 폭(W31)으로 되어 있지만, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 우측만 가늘게 변형하고, 폭(W32)으로 되어 있다. 그리고, 수평 소자 분리부(104)는, 폭(W32)을 유지한 채로 연재되고, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 폭(W31)이 되도록 굵게 변형하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 18의 B에서의 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭(W32)은, 도 18의 D에서의 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭(W31)보다 좁게 되어 있다. 한편으로, 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수직 방향의 폭(두께)은, 도 18의 B와 도 18의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 예를 들면, 도 18의 A에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W21)은, 도 18의 C에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W22)보다 좁게 되어 있다. 즉, 도 17에서 상술한 바와 같이, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선폭이 가늘어짐에 의해, 1점쇄선(A-A')의 위치에서는, 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭이 좁아진다.
이와 같이, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 가늘게 함과 함께, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선폭도 가늘게 하면, 센서부(108)의 수광면의 면적을 유지할 수도 있다. 도 17의 예의 경우, VL 전극하의 센서부(108)의 수광면의 면적은, 도 2의 경우와 마찬가지로 되어 있다.
도 17과 도 18에 도시하는 구성에 의해, 역시 도 9와 도 10에 도시되는 구성의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있고, 또한, 감도의 저하나 포화 신호량의 저하 등, 화질에 주는 영향을 회피하는 것도 가능해진다.
단, 도 17과 도 18에 도시되는 구성의 경우, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선폭이 가늘어짐에 의해, 센서부(108)에 축적된 전하가 수직 전송 레지스터(101)에 누출하는 블루밍이 발생할 가능성이 높아지게 된다.
도 19는, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 본 기술의 또 다른 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 도 20은, 도 19에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도이다. 도 20의 A는, 도 19에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 20의 B는, 도 19에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다. 또한, 도 20의 C는, 도 19에서의 1점쇄선(C-C')에서의 단면도가 되고, 도 20의 D는, 도 19에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도가 된다.
또한, 실제로는, 도 19는, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다. 즉, 완성한 기판상에서는, 도 11, 도 12 등을 참조하여 상술한 경우와 마찬가지로, n형 불순물의 농도 및 p형 불순물의 농도를 변화시키면서, 수직 전송 레지스터(101)와, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 각각이 접촉한 상태로 구성된다.
도 19에서, 도 17과 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 또한, 도 20에 있어서, 도 18과 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 19 및 도 20에 도시되는 구성의 경우, 도 13 및 도 14를 참조하여 상술한 구성과 마찬가지로, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 도면 중 좌측만을 깎은 것같이 가늘게 구성되어 있다.
예를 들면, 도 19에서, 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭이, 도면 중 가장 위의 부분이나 도면 중 가장 아래의 부분에서는, 동일한 폭(W11)으로 되어 있지만, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 좌측만을 깎은 것같이 가늘게 변형하고, 폭(W13)으로 되어 있다. 그리고, 수직 전송 레지스터(101)는, 폭(W13)을 유지한 채로 연재되고, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 폭(W11)이 되도록 굵게 변형하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 20의 A에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W13)은, 도 20의 C에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W11)보다 좁게 되어 있다. 그리고, 도 20의 B에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W13)은, 도 20의 D에서의 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수평 방향의 폭(W11)보다 좁게 되어 있다. 한편으로, 수직 전송 레지스터(101)의 도면 중 수직 방향의 폭(두께)은, 도 20의 A 내지 도 20의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 도 19 및 도 20의 구성의 경우, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수평 소자 분리부(104)의 선폭이 도면 중 우측만을 가늘게 깎은 것같이 구성되어 있다.
예를 들면, 도 19에서, 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭이, 도면 중 가장 위의 부분이나 도면 중 가장 아래의 부분에서는, 동일한 폭(W31)으로 되어 있지만, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-2)의 도면 중 상측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 우측만을 깎은 것같이 가늘게 변형하고, 폭(W32)으로 되어 있다. 그리고, 수평 소자 분리부(104)는, 폭(W32)을 유지한 채로 연재되고, 도면 중의 수직 방향의 위치가 전송 전극(105-3)의 도면 중 하측 단부와 거의 같게 되는 부분에서 원래의 폭(W31)이 되도록 굵게 변형하고 있다.
또한, 예를 들면, 도 20의 B에서의 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭(W32)은, 도 20의 D에서의 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수평 방향의 폭(W31)보다 좁게 되어 있다. 한편으로, 수평 소자 분리부(104)의 도면 중 수직 방향의 폭(두께)은, 도 20의 B와 도 20의 D의 어느 것과도 같게 되어 있다.
또한, 예를 들면, 도 20의 A에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W23)은, 도 20의 C에서의 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭(W22)보다 좁게 되어 있다. 즉, 도 19에서 상술한 바와 같이, 수평 소자 분리부(104)의 선폭이 가늘어짐에 의해, 1점쇄선(A-A')의 위치에서는, 수직 소자 분리부(102)의 도면 중 수평 방향의 폭이 좁아진다.
이와 같이, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 가늘게 함과 함께, 수평 소자 분리부(104)의 선폭도 가늘게 하면, 센서부(108)의 수광면의 면적을 유지할 수도 있다. 도 19의 예의 경우, VL 전극하의 센서부(108)의 수광면의 면적은, 도 2의 경우와 마찬가지로 되어 있다.
도 19와 도 20에 도시하는 구성에 의해, 도 13과 도 14에 도시되는 구성의 경우와 같은 효과를 얻을 수 있고, 또한, 감도의 저하나 포화 신호량의 저하 등, 화질에 주는 영향을 회피하는 것도 가능해진다.
단, 도 19와 도 20에 도시되는 구성의 경우, 수평 소자 분리부(104)의 선폭이 가늘어짐에 의해, 센서부(108)에 축적된 전하가 수직 전송 레지스터(101)에 누출하는 블루밍이 발생할 가능성이 높아지게 된다. 그러나, 도 19와 도 20에 도시되는 구성의 경우, 판독부(103)의 선폭은 가늘게 되어 있지 않기 때문에, 도 17과 도 18에 도시되는 구성의 경우와 비교하면, 블루밍이 발생할 가능성은 낮다고 말할 수 있다.
도 19와 도 20에서는, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 선폭을 가늘게 함과 함께, 수평 소자 분리부(104)만 선폭도 가늘게 한 구성에 관해 설명하였지만, 수직 전송 레지스터의 선폭을 가늘게 함과 함께, 판독부(103)만 선폭도 가늘게 하도록 하여도 좋다. 이 경우의 구성을, 도 21 및 도 22에 도시한다. 여기서는, 상세한 설명은 생략한다.
이상에서는, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터(101)의 선폭을 가늘게 구성함으로써, n형 불순물의 주입량을 저감하고, 화이트 스폿의 발생을 억제하는 방식에 관해 설명하였다. 그러나, 예를 들면, VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터(101)를 구성하는 n형 불순물의 농도를 낮게 함에 의해, n형 불순물의 주입량을 저감하도록 하여도 좋다. 이 경우의 구성을, 도 23 및 도 24에 도시한다.
도 23은, 도 1의 촬상부(22)의 일부를 확대한 도면이고, 본 기술의 또 다른 실시의 형태에 관한 촬상부의 구성례를 도시하는 평면도이다. 도 24는, 도 23에서의 1점쇄선(A-A', B-B', C-C', 또는 D-D')에서의 단면도이다. 도 24의 A는, 도 23에서의 1점쇄선(A-A')에서의 단면도가 되고, 도 24의 B는, 도 23에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도가 된다. 또한, 도 24의 C는, 도 23에서의 1점쇄선(C-C')에서의 단면도가 되고, 도 24의 D는, 도 23에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도가 된다.
또한, 실제로는, 도 23은, 기판상에 불순물을 부착시키는 제조 공정에서 이용되는 마스크의 형상을 나타내는 것이고, 완성한 기판상의 촬상부의 구성은, 기판의 제조 프로세스에 응하여 약간 다른 것이 된다. 즉, 완성한 기판상에서는, 도 11, 도 12 등을 참조하여 상술한 경우와 마찬가지로, n형 불순물의 농도 및 p형 불순물의 농도를 변화시키면서, 수직 전송 레지스터(101)와, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 각각이 접촉한 상태로 구성된다.
도 23에서, 도 9와 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 또한, 도 24에서, 도 10과 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 23 및 도 24에 도시되는 구성의 경우, 도 9 및 도 10을 참조하여 상술한 구성과 달리, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수직 전송 레지스터(101)의 선폭이 가늘게 되지 않는다. 그 대신에, 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 수직 전송 레지스터(101)를 구성하는 n형 불순물의 농도가 낮게 되고 있다. 또한, 도 23과 도 24에서는, 수직 전송 레지스터(101)의 해칭 패턴을 바꿈에 의해 n형 불순물의 농도의 차이를 표현하고 있다.
도 23 및 도 24에 도시하는 구성에서, 상기 이외의 구성에 관해서는, 도 9 및 도 10을 참조하여 상술한 경우와 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 25는, 도 23의 1점쇄선(E-E')에서의 단면도이고, 수직 전송 레지스터(101)의 길이 방향의 단면도이다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래의 n형 불순물 영역(101b)은, 다른 n형 불순물 영역(101a)보다 n형 불순물의 농도가 낮게 되어 있다. 즉, 기판 제조시에, n형 불순물 영역(101a)을 형성하기 위한 n형 불순물과, n형 불순물 영역(101b)을 형성하기 위한 n형 불순물의 농도를 바꾸는 것이다.
도 26은, 도 11과 마찬가지로, 완성한 기판상의 촬상부의 구성을 설명하는 단면도이고, 제조 프로세스에서의 불순물의 확산을 고려한 단면도이다. 도 26의 A는, 도 23에서의 1점쇄선( B-B')에서의 단면도이고, 도 24의 B에 대응하는 단면도가 된다. 또한, 도 26의 B는, 도 23에서의 1점쇄선(D-D')에서의 단면도이고, 도 24의 D에 대응하는 단면도가 된다.
도 24의 B 및 도 24의 D에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 판독부(103)가 격리되어 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있지만, 도 26의 A와 도 26의 B에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 판독부(103)가 접촉하여 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있다. 또한, 도 24의 B 및 도 24의 D에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 수평 소자 분리부(104)가 격리되어 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있지만, 도 26의 A와 도 26의 B에서는, 수직 전송 레지스터(101)와 수평 소자 분리부(104)가 접촉하여 배치되어 있는 것처럼 묘화되어 있다.
즉, 제조 프로세스에서 불순물이 확산함에 의해, n형 불순물 영역(수직 전송 레지스터(101))과 p형 불순물 영역(판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104))이 확산한 것이다. 그러나, 도 23에 도시된 바와 같은 마스크를 이용하여 불순물을 부착시킨 경우, 예를 들면, n형 불순물의 농도는, 수직 전송 레지스터(101)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어진다. 또한, 예를 들면, p형 불순물의 농도는, 판독부(103) 또는 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어진다.
도 26에서는, n형 불순물의 농도가 수직 전송 레지스터(101)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어지는 상태가, 그라데이션에 의해 표현되어 있다. 또한, 마찬가지로, p형 불순물의 농도가 판독부(103) 또는 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심에서 진하여지고, 양단을 향하여 묽어지는 상태가 그라데이션에 의해 표현되어 있다.
도 27은, 상술한 불순물의 농도의 변화를 설명하는 그래프이다. 동 도면은, 횡축이 도 26에서의 수평 방향의 위치가 되고, 종축이 불순물의 농도가 된다.
도 27에서, 실선(221)은, 도 26의 A의 1점쇄선(F-F')에서의 n형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있고, 점선(222)은, 도 26의 B의 1점쇄선(G-G')에서의 n형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있다. 또한, 도면 중의 중앙 부근의 n형 불순물의 농도는, 수직 전송 레지스터(101)의 n형 불순물의 농도를 나타내는 것이지만, 도면 중의 좌우 양단 부근의 n형 불순물의 농도는, 센서부(108)의 n형 불순물의 농도를 나타내는 것이다.
또한, 도 27에서, 실선(223)은, 도 26의 A의 1점쇄선(F-F')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있고, 점선(224)은, 도 26의 B의 1점쇄선(G-G')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있다. 또한, 실선(223)과 점선(224)은, 수평 소자 분리부(104)의 p형 불순물의 농도를 나타내는 것이다.
실선(223)은, 점선(224)과 비교하여 보다 가파르게 변화하고 있다. 즉, 실선(223) 및 점선(224)은, 모두 도면 중 좌측의 1점에서, 피크가 형성되고, 피크의 좌우를 향하여 경사하고 있지만, 실선(223)의 경사의 쪽이 보다 가파른 것으로 되어 있다.
또한, 도 27에서, 실선(225)은, 도 26의 A의 1점쇄선(F-F')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있고, 점선(226)은, 도 26의 B의 1점쇄선(G-G')에서의 p형 불순물의 농도의 변화를 나타내고 있다. 또한, 실선(225)과 점선(226)은, 판독부(103)의 p형 불순물의 농도를 나타내는 것이다.
실선(225)은, 점선(226)과 비교하여 보다 가파르게 변화하고 있다. 즉, 실선(225) 및 점선(226)은, 모두 도면 중 우측의 1점에서, 피크가 형성되고, 피크의 좌우를 향하여 경사하고 있지만, 실선(225)의 경사의 쪽이 보다 가파른 것으로 되어 있다.
도 23 내지 도 27을 참조하여 상술한 바와 같이, 촬상부(22)를 구성함으로써, 역시 고체 촬상 소자의 화소 사이즈의 미세화를 방해하는 일 없이, 화이트 스폿의 영향을 저감할 수 있다.
즉, 도 23 및 도 24의 구성에서는, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생이 현저해지는 VL 전극하에서, 수직 전송 레지스터의 n형 불순물 농도를 낮게 한다. 이에 의해, VL 전극하에서의 n형 불순물의 주입량이 감소하고, 완성한 기판상에서의 단위 면적당의 n형 불순물의 양이 VL 전극하에서 적어지기 때문에, 화질에 영향을 주는 화이트 스폿의 발생을 억제할 수 있다. 즉, VL 전극하에서의 n형 불순물의 총량이 적어진다.
그 한편으로, 본 기술에서는, VL 전극하에서, 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 선의 중심을, 수직 전송 레지스터로부터 멀게 한다. 이에 의해, 수직 전송 레지스터(101)는, 인접하는 판독부(103) 및 수평 소자 분리부(104)의 p형 불순물의 확산의 영향을 받기 어렵게 되어, n형 불순물의 주입량을 줄여도, 포텐셜을 충분히 깊게 할 수 있다. 즉, 수직 전송 레지스터(101)의 n형 불순물 농도를 낮게 하여도 소망하는 포텐셜을 얻을 수 있다.
그런데, 도 25에서는, 기판 제조시에, n형 불순물 영역(101a)을 형성하기 위한 n형 불순물과, n형 불순물 영역(101b)을 형성하기 위한 n형 불순물의 농도를 바꾼다고 설명하였지만, 이것과는 다른 제조 방식을 채용하여도 좋다. 도 28을 참조하여, 도 25의 경우와는 다른 제조 방식에 관해 설명한다.
도 28은, 도 23의 1점쇄선(E-E')에서의 단면도이고, 수직 전송 레지스터(101)의 길이 방향의 단면도이다. 이 예에서는, 비교적 농도가 낮은 n형 불순물 영역(101d)이 전송 전극(105)의 아래 전체에 걸쳐서 형성되어 있고, 그 위에 비교적 농도가 높은 n형 불순물 영역(101c)이 형성되어 있다. 단, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에는, n형 불순물 영역(101c)이 형성되지 않는다.
즉, 도 28의 경우, 수직 전송 레지스터(101)를 구성하는 n형 불순물 영역을 2 층으로 구성하고, VL 전극의 아래에서는 n형 불순물 영역을 1층으로 한다.
도 28을 참조하여 상술한 제조 방식을 채용함에 의해, 예를 들면, 도 25의 경우와 비교하여 보다 간단하게 기판을 제조할 수 있게 된다. 즉, 도 25의 경우, n형 불순물 영역(101b)이 형성되는 위치를 높은 정밀도로 재현할 수 있도록 하기 위해, 상당히 높은 기술 수준이 요구되지만, 도 28과 같이 제조하는 경우, 그만큼 높은 기술 수준은 요구되지 않는다.
그런데, 도 9 및 도 10을 참조하여 상술한 구성의 경우, VL 전극의 아래의 센서부(108)의 수광면의 면적이 축소한다. 이 때문에, 고체 촬상 소자 전체에 대한 영향은 경미하다고 생각되는 것이지만, 포화 신호량의 저하 등의 영향이 우려된다. 예를 들면, VL 전극의 아래의 센서부에 대응하는 n형 불순물 영역에 n형 불순물을 추가 주입함에 의해, 포화 신호량의 저하를 억제할 수 있다.
예를 들면, 도 29에 도시되는 바와 같이, VL 전극의 아래의 센서부에 대응하는 n형 불순물 영역에 n형 불순물을 추가 주입하도록 하면 좋다. 도 29에서, 도 9와 대응하는 부위에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 29의 예에서는, 복수의 센서부중, VL 전극인 전송 전극(105-2) 및 전송 전극(105-3)의 아래에 배치되는 센서부(108-11) 및 센서부(108-21)에 n형 불순물이 추가 주입되고 있다. 또한, 동 도면에서는, 센서부(108-11) 및 센서부(108-21)의 해칭에 의해 n형 불순물이 추가 주입된 것을 표현하고 있다. 도 29의 그 밖의 부분의 구성은, 도 9의 경우와 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.
도 29에 도시되는 바와 같이 구성함으로써, 센서부(108-11) 및 센서부(108-21)의 포텐셜을 충분히 깊게 할 수 있고, 포화 신호량의 저하를 억제할 수 있다.
도 13, 도 15 및 도 23을 참조하여 상술한 구성에서도 마찬가지로, VL 전극의 아래의 센서부에 대응하는 n형 불순물 영역에 n형 불순물을 추가 주입함으로써, 포화 신호량의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 여기서는, n형 불순물의 추가 주입에 의해 포화 신호량의 저하를 억제하는 예에 관해 설명하였지만, 센서부(108-11) 및 센서부(108-21)의 표면의 p형 불순물의 주입량을 변화시킴에 의해, 포화 신호량의 저하를 억제하는 것도 가능하다.
이상에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여 상술한 동화상 촬상시의 전하 전송에 적합한 촬상부(22)의 구성에 관해 설명하였지만, 예를 들면, 본 기술을 적용하여, 정지화 촬상시의 전하 전송에 적합한 촬상부(22)가 구성되도록 하여도 좋다.
도 30은, 고체 촬상 장치(10)에 의한 정지화 촬영시의 전하 전송에 관한 타이밍 차트이다. 도 30에는, 도 4와 마찬가지로, 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형이 도시되어 있다. 동 도면에서는, 도면 중 수직 방향의 선으로 되어 있는 부분이, 실제로는 각 신호의 펄스가 된다.
전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형은, H(하이 레벨 전압), M(미들 레벨 전압), 또는 L(로우 레벨 전압)의 어느 하나의 전압치로 변화하도록 이루어지고 있다. 각 신호에서, 수평 방향의 선으로서 기재되어 있는 부분이 대기 전압으로 된다.
도 30에 도시되는 바와 같이, 각 전송 전극에 대해 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)가 각각 주기적으로 위상을 어긋내어 인가된다. 수직 전송 레지스터는, 전송 전극에 인가되는 전송 클록 신호에 제어되어 전위 우물의 포텐셜 분포가 순차적으로 변화하고, 이 전위 우물 내의 전하를 전송 클록 신호의 위상 어긋냄 방향으로 전송하는, 이른바 시프트 레지스터로서 기능한다.
도 31은, 도 5에 대응하는 도면이고, 도 30의 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형을 확대한 도면이다. 이 예에서는, 시각(t0) 내지 시각(t8)에서의 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 파형이 도시되어 있다. 동 도면에 도시되는 바와 같이, 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)에서는, 위상을 어긋내어 펄스가 형성되어 있다.
도 32는, 도 6에 대응하는 도면이고, 도 31에서의 시각(t0) 내지 시각(t8)의 각 전송 전극의 포텐셜을 도시하는 도면이다. 또한, 전송 클록 신호(φV1) 내지 전송 클록 신호(φV8)의 각각이 인가되는 전송 전극이, 전송 전극(V1) 내지 전송 전극(V8)으로서 기재되어 있다. 동 도면에서, 흑색의 굵은 횡선으로서 나타나는 부분이 포텐셜의 우물이 되고, 흰 돌기와 같이 나타나는 부분이 포텐셜 배리어가 된다.
도 30 내지 도 32에 도시되는 바와 같이, 정지화 촬영시의 전하 전송에서는, 전송 전극(V1), 전송 전극(V7) 및 전송 전극(V8)이 VL 전극으로 되고, 전송 전극(V2) 내지 전송 전극(V6)은, VM 전극으로 된다.
따라서 본 기술을 적용하여, 정지화 촬상시의 전하 전송에 적합한 촬상부(22)가 구성되는 경우, 도 9 등을 참조하여 상술한 구성에서, VL 전극을 3개로 할 필요가 있다. 그리고, 그것들 3개의 VL 전극의 아래의 수직 전송 레지스터(101), 판독부(103), 수평 소자 분리부(104)의 구성을 상술한 각 실시의 형태에 응하여 구성하도록 하면 좋다.
그 밖에, 장치의 설계에 응하여 VL 전극의 수가 밸브한 경우도 있지만, 그와 같은 경우에도, 역시 본 기술을 적용하는 것이 가능하다.
또한, 본 기술은, 예를 들면, CCD 이미지 센서와 같은 고체 촬상 소자에의 적용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 기술은, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치나, 촬상 기능을 갖는 휴대 단말 장치나, 화상 판독부에 고체 촬상 소자를 이용하는 복사기 등, 화상 취입부(광전 변환부)에 고체 촬상 소자를 이용하는 전자기기 전반에 대해 적용 가능하다. 고체 촬상 소자는, 원칩으로서 형성되는 형태라도 좋고, 복수 칩을 적층하거나 인접시킨 형태라도 좋고, 촬상부와 신호 처리부 또는 광학계가 통합하여 패키징된 촬상 기능을 갖는 모듈형상의 형태라도 좋다.
도 33은, 본 기술을 적용한 전자기기로서의, 카메라 장치의 구성례를 도시하는 블록도이다.
도 33의 카메라 장치(600)는, 렌즈군 등으로 이루어지는 광학부(601), 상술한 화소(2)의 각 구성이 채용된 고체 촬상 장치(촬상 디바이스)(602) 및 카메라 신호 처리 회로인 DSP 회로(603)를 구비한다. 또한, 카메라 장치(600)는, 프레임 메모리(604), 표시부(605), 기록부(606), 조작부(607) 및 전원부(608)도 구비한다. DSP 회로(603), 프레임 메모리(604), 표시부(605), 기록부(606), 조작부(607) 및 전원부(608)는, 버스 라인(609)을 통하여 상호 접속되어 있다.
광학부(601)는, 피사체로부터의 입사광(상광)을 취입하여 고체 촬상 장치(602)의 촬상면상에 결상한다. 고체 촬상 장치(602)는, 광학부(601)에 의해 촬상면상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력한다. 이 고체 촬상 장치(602)로서, 상술한 실시의 형태에 관한 단위 화소가 복수 배치된 CCD 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자를 이용할 수 있다.
표시부(605)는, 예를 들면, 액정 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등의 패널형 표시장치로 이루어지고, 고체 촬상 장치(602)에서 촬상된 동화 또는 정지화를 표시한다. 기록부(606)는, 고체 촬상 장치(602)에서 촬상된 동화 또는 정지화를, 비디오 테이프나 DVD(Digital Versatile Disk) 등의 기록 매체에 기록한다.
조작부(607)는, 유저에 의한 조작하에서, 카메라 장치(600)가 갖는 다양한 기능에 관해 조작 지령을 발한다. 전원부(608)는, DSP 회로(603), 프레임 메모리(604), 표시부(605), 기록부(606) 및 조작부(607)의 동작 전원이 되는 각종의 전원을, 이들 공급 대상에 대해 적절히 공급한다.
상술한 바와 같이, 고체 촬상 장치(602)로서, 상술한 실시의 형태에 관한 고체 촬상 장치(10)를 이용함으로써, 셀 사이즈를 미세화시켜도, 화이트 스폿이 눈에 띄지 않도록 할 수 있기 때문에, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라, 나아가서는 휴대전화기 등의 모바일 기기용 카메라 모듈 등의 카메라 장치(600)에서, 촬상 화상의 고화질화를 도모할 수 있다.
또한, 본 기술은, 가시광의 입사광량의 분포를 검직하여 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 소자에의 적용으로 한하지 않고, 적외선이나 X선, 또는 입자 등의 입사량의 분포를 화상으로서 촬상하는 고체 촬상 소자나, 광의의 의미로서, 압력이나 정전용량 등, 다른 물리량의 분포를 검직하여 화상으로서 촬상하는 지문 검출 센서 등의 고체 촬상 소자(물리량 분포 검지 장치) 전반에 대해 적용 가능하다.
또한, 본 기술의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니라, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와,
상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와,
상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와,
상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며,
상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 소자.
(2) 상기 제1의 방향과 직교하는 상기 제2의 방향에서, 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 폭이, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 폭보다도 좁은 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(3) 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물 농도보다도 낮은 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(4) 상기 제1의 방향과 직교하는 상기 제2의 방향에서, 상기 판독부 또는 상기 수평 소자 분리부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 불순물 농도가 가장 높은 위치인 최고 농도 위치에 관해,
상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가까운 (1) 내지 (3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(5) 상기 최고 농도 위치 중, 상기 판독부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 최고 농도 위치에만 있어서,
상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가까운 (4)에 기재된 고체 촬상 소자.
(6) 상기 최고 농도 위치 중, 상기 수평 소자 분리부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 최고 농도 위치에만 있어서,
상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가까운 (4)에 기재된 고체 촬상 소자.
(7) 상기 로우 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부의 n형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부의 n형 불순물 농도에 비하여 높은 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(8) 상기 로우 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부 표면의 p형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부 표면의 p형 불순물 농도에 비하여 낮은 (1) 내지 (6)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(9) 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와,
상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와,
상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와,
상기 레지스터부에 전압을 인가하는 복수의 전송 전극과,
상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위해 전압을 상기 전송 전극에 공급하는 타이밍 발생 회로를 가지며,
상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 장치.
(10) 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와,
상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와,
상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와,
상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며,
상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 소자와,
상기 고체 촬상 소자에 대해 입사광을 유도하는 광학계와,
고체 촬상 소자로부터 출력되는 촬상 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하는 카메라 장치.
(11) 상기 고체 촬상 장치에 의해 촬상된 화상을 표시하는 표시부를 또한 구비하는 (10)에 기재된 카메라 장치.
(12) 상기 고체 촬상 장치에 의해 촬상된 화상의 데이터를 기록하는 기록부를 또한 구비하는 (10) 또는 (11)에 기재된 카메라 장치.
(13) 유저에 의한 조작하에 조작 지령에 대응하는 신호를 발생하는 조작부를 또한 구비하는 (10) 내지 (12)의 어느 하나에 기재된 카메라 장치.
10 : 고체 촬상 장치
11 : CCD 촬상 소자
12 : 타이밍 발생 회로
22 : 촬상부
23 : 수평 전송 레지스터
24 : 출력부
101 : 수직 전송 레지스터
102 : 수직 소자 분리부
103 : 판독부
104 : 수평 소자 분리부
105 : 전송 전극
108 : 센서부
110 : 기판

Claims (13)

  1. 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와,
    상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와,
    상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와,
    상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며,
    상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 방향과 직교하는 제2의 방향에서, 상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 폭이, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 폭보다도 좁은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물 농도보다도 낮은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1의 방향과 직교하는 제2의 방향에서, 상기 판독부 또는 상기 수평 소자 분리부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 불순물 농도가 가장 높은 위치인 최고 농도 위치에 대하여,
    상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가까운 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 최고 농도 위치 중, 상기 판독부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 최고 농도 위치에만 대하여,
    상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가까운 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 최고 농도 위치 중, 상기 수평 소자 분리부를 형성하는 상기 p형 불순물 영역의 최고 농도 위치에만 대하여,
    상기 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치가, 상기 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 최고 농도 위치보다, 상기 광전 변환부에 가까운 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 로우 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부의 n형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부의 n형 불순물 농도에 비하여 높은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 로우 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부 표면의 p형 불순물 농도가, 상기 미들 레벨 전극에 대응하는 위치의 센서부 표면의 p형 불순물 농도에 비하여 낮은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  9. 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와,
    상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와,
    상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와,
    상기 레지스터부에 전압을 인가하는 복수의 전송 전극과,
    상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위해 전압을 상기 전송 전극에 공급하는 타이밍 발생 회로를 가지며,
    상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 것을 특징으로 하는 고체 촬상 장치.
  10. 광전 변환부에 축적된 전하를 전송하고, 제1의 방향으로 연재되는 n형 불순물 영역으로서 형성되는 레지스터부와,
    상기 레지스터부에 상기 광전 변환부로부터 전하를 판독하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 판독부와,
    상기 광전 변환부로부터의 전하의 누출을 억제하고, 상기 레지스터부와 같은 방향으로 연재되는 p형 불순물 영역으로서 형성되는 수평 소자 분리부와,
    상기 레지스터부의 포텐셜 분포를 변화시키기 위한 전압을 인가하는 복수의 전송 전극을 가지며,
    상기 복수의 전송 전극 중, 대기 전압이 소정의 저전압인 로우 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량이, 대기 전압이 상기 소정의 저전압보다 높은 전압인 미들 레벨 전극의 아래에서의 상기 레지스터부를 구성하는 n형 불순물의 총량보다 적은 고체 촬상 소자와,
    상기 고체 촬상 소자에 대해 입사광을 유도하는 광학계와,
    고체 촬상 소자로부터 출력되는 촬상 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자에 의해 촬상된 화상을 표시하는 표시부를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 고체 촬상 소자에 의해 촬상된 화상의 데이터를 기록하는 기록부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    유저에 의한 조작하에서 조작 지령에 대응하는 신호를 발생하는 조작부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 카메라 장치.
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