KR19980044942A - 고체 촬상 소자 - Google Patents

고체 촬상 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR19980044942A
KR19980044942A KR1019960063096A KR19960063096A KR19980044942A KR 19980044942 A KR19980044942 A KR 19980044942A KR 1019960063096 A KR1019960063096 A KR 1019960063096A KR 19960063096 A KR19960063096 A KR 19960063096A KR 19980044942 A KR19980044942 A KR 19980044942A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charge transfer
transfer region
solid
imaging device
state imaging
Prior art date
Application number
KR1019960063096A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100236051B1 (ko
Inventor
문상호
권경국
Original Assignee
문정환
엘지반도체 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 문정환, 엘지반도체 주식회사 filed Critical 문정환
Priority to KR1019960063096A priority Critical patent/KR100236051B1/ko
Publication of KR19980044942A publication Critical patent/KR19980044942A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100236051B1 publication Critical patent/KR100236051B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices 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
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H01L27/14806—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14812—Special geometry or disposition of pixel-elements, address lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/762—Charge transfer devices
    • H01L29/765—Charge-coupled devices
    • H01L29/768—Charge-coupled devices with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/76833—Buried channel CCD

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

본 발명은 고체 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 전하 전송 효율을 향상시키는데 적당하도록 한 고체 촬상 소자에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 고체 촬상 소자는 광전 변환 영역들과, 상기 광전 변환 영역들에서 생성되는 영상 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역들과, 수직 전송된 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역과, 상기의 각 영역들의 둘레에 형성되는 채널스톱층을 포함하여 구성되고 상기의 수직 전하 전송 영역들과 수평 전하 전송 영역이 연결되는 경계 부분에서 수직 전하 전송 영역이 점차 확장되고 수직 전하 전송 영역이 확장되는 만큼 채널 스톱층이 점차 축소되어 구성된다.

Description

고체 촬상 소자
본 발명은 촬상 장치에 관한 것으로, 특히 전하 전송 효율을 향상시키는데 적당하도록한 고체 촬상 소자에 관한 것이다.
일반적으로 고체 촬상 소자는 광전 변환 소자와 전하 결합 소자를 사용하여 피사체를 촬상하여 전기적인 신호로 출력하는 장치를 말한다.
전하 결합 소자는 광전 변환 소자(PD)에서 생성되어진 신호 전하를 기판내에서 전위의 변동을 이용하여 특정 방향으로 전송하는데 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 고체 촬상 소자에 관하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 고체 촬상 소자의 레이 아웃도이고, 도 2a 내지 도 2c는 종래 기술의 V-H 인터페이스부의 평면 구성도 및 전위분포도이다.
도 1은 고체 촬상 소자의 수직 전하 전송 영역과 수평 전하 전송 영역이 인터페이스되는 부분을 나타내는 것으로 그 구성은 다음과 같다.
고체 촬상 소자는 복수개의 광전 변환 소자(PD)(1)과, 그 광전 변환 영역(1)들의 사이에 구성되어 상기의 광전 변환 영역(1)에서 생성되어진 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역(VCCD)(2)과 상기 수직 전하 전송 영역(2)에 의해 수직 방향으로 전송된 전하를 다시 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역(HCCD)(3) 그리고 상기 수평 전송된 전하를 센싱하고 증폭하여 주변회로로 출력하는 플로우팅 디퓨전 영역(도면에 도시되지 않음)으로 크게 구성된다.
상기의 수직 전하 전송 영역(2)에는 VΦ1, VΦ2, VΦ3, VΦ4의 클럭 신호가 반복되어 각각 인가되는 제 1 폴리 게이트(4a)와 제 2 폴리 게이트(4b)가 교대로 구성되고 상기의 수직 전하 전송 영역(2)과 수평 전하 전송 영역(3)이 인터페이스되는 영역에도 제 1, 2 폴리 게이트(4a)(4b)가 교대로 구성된다.
그리고 상기의 수평 전하 전송 영역(3) 상에는 HΦ1, HΦ2의 클럭 신호가 반복적으로 인가되는 제 1, 2 폴리 게이트(4a)(4b)가 교대로 형성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 고체 촬상 소자는 광전 변환 소자(1)으로 입사되는 빛이전기적인 신호로 변환되어 고체 촬상 소자의 수직, 수평 전하 전송 영역(2)(3)상에 구성되는 게이트들에 인가되는 클럭 신호에 의해 수직 방향, 수평 방향으로 전송되어 수평 전하 전송 영역(3)의 끝단의 플로우팅 디퓨전 영역(도면에 도시되지 않음)에서 센싱 및 증폭되어 주변회로로 전송된다.
도 2는 도 1의 ⓐ부분을 확대 도시한 것으로 수직 전하 전송 영역(2)과 수평 전하 전송 영역(3)을 제외한 부분에 채널 스톱층(5)이 형성된다.
그리고 수평 전하 전송 영역(3)과 수직 전하 전송 영역(2)이 연결되는 부분의 수평 전하 전송 영역(3)상의 게이트들은 수직 전하 전송 영역(2)에 일정 부분 오버랩되어 구성된다.
상기의 수직 전하 전송 영역(2)의 채널폭을 수평 전하 전송 영역(3)의 채널폭과 비교해보면 수직 전하 전송 영역(2)의 채널폭이 상대적으로 좁다.
그러므로 채널폭이 좁은 수직 전하 전송 영역(2)과 넓은 수평 전하 전송 영역(3)이 연결되는 경계 부분에서는 실제 채널이 좁아지는 효과를 나타낸다.
도 2b는 V-H 경계면의 수평 전위 분포를 나타낸 것이고, 도 2c는 도 2a의 I-I' 선상의 수직 전위 분포를 나타낸 것이다.
이와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자는 V-H 경계면에 도 2c의 ⓑ부분과 같은 전위 장벽 채널폭이 좁아지고 포텐셜 포켓ⓑ이 형성되어 있어 영상 전하의 일부가 유실되어 전하 전송 효율이 저하된다.
상기와 같이 유실되어진 영상 전하 때문에 화면상에는 세로 방향으로 검은 줄이 나타나 화질에 영향을 준다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 고체 촬상 소자의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, V-H 경계부의 구조를 개선하여 전하 전송 효율을 향상시키는데 적당하도록 한 고체 촬상 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 고체 촬상 소자의 레이 아웃도
도 2a 내지 도 2c는 종래 기술의 V-H 인터페이스부의 평면 구성도 및 전위 분포도
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 V-H 인터페이스부의 평면 구성도 및 전위 분포도
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예의 V-H 인터페이스부의 평면 구성도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
30. 수직 전하 전송 영역31. 채널스톱층
32. 폴리 게이트33. 수평 전하 전송 영역
전하 전송 효율을 향상시키기 위한 본 발명의 고체 촬상 소자는 광전 변환 영역들과, 상기 광전 변환 영역들에서 생성되는 영상 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역들과, 수직 전송된 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역과, 상기의 각 영역들의 둘레에 형성되는 채널스톱층을 포함하여 구성되고 상기의 수직 전하 전송 영역들과 수평 전하 전송 영역이 연결되는 경계 부분에서 수직 전하 전송 영역이 점차 확장되고 수직 전하 전송 영역이 확장되는 만큼 채널 스톱층이 점차 축소되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 고체 촬상 소자에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 V-H 인터페이스부의 평면 구성도 및 전위 분포도이다.
본 발명의 고체 촬상 소자는 수직 전하 전송 영역과 수평 전하 전송 영역의 경계면에서 유효 채널 폭이 줄어드는 것을 막기 위한 것으로, 광전 변환 영역에서 생성되어진 영상 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역(30)과, 수직 전송된 영상 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역(33)과, 상기의 전송 영역들의 둘레에 형성되어 상기의 수직 전하 전송 영역(30)과 수평 전하 전송 영역(33)의 경계 부분에서는 그 폭이 축소되어 형성되고 채널 스톱층(31)과, 상기의 전송 영역들 상에 구성되어 인가되는 클럭 신호들에 의해 하측의 포텐셜을 변화시키는 폴리 게이트(32)들로 구성된다.
상기의 폴리 게이트(32)들에서 수직 전하 전송 영역(30)과 수평 전하 전송 영역(33)의 경계 부분의 수평 전하 전송 영역(33)의 폴리 게이트(32)는 수직 전하 전송 영역(30)에 오버랩되어 구성된다.
본 발명의 고체 촬상 소자는 수직 전하 전송 영역(30)과 수평 전하 전송 영역(33)의 경계면에 있는 채널 스톱층(31)의 폭을 점차로 축소되게 (상대적으로 수직 전하 전송 영역(30)의 채널 폭은 넓어진다.) 구성한 것이다.
즉, 채널 스톱층(31)을 V-H 경계 부분에서 직각 형태가 아닌 경사지는 형태(수직 전하 전송 영역(30)의 채널폭이 점차 넓어지는)로 형성하여 유효 채널의 폭이 축소되는 것을 막은 것이다.
도 3b는 본 발명에 따른 고체 촬상 소자의 V-H 경계 부분의 수평 전위 분포를 나타낸 것이고, 도 3c는 도 3a의 II-II' 선상의 수직 전위 분포를 나타낸 것이다.
상기와 같이 V-H 경계 부분에서 수직 전하 전송 영역(30)의 채널폭을 점차 넓게 하여 구성하여 V-H 경계면에서 발생하는 포텐셜 포켓이 없어졌음을 알 수 있다.
그리고 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 다른 실시예의 V-H 인터페이스부의 평면 구성을 나타낸 것으로, 도 4a는 수직 전하 전송 영역(30)이 확장되는 만큼 채널 스톱층(31)이 축소되는 것이 아니라 수평 전하 전송 영역(33)으로 갈수록 수직 전화 전송 영역(30)이 확장되는 것보다 채널 스톱층(31)의 축소가 더되도록 하여 (α의 이격거리 보다 β의 이격거리가 더 크다) 채널 스톱층(31)에 의한 전하 전송 효율의 저하를 막은 것이다.
도 4b는 채널 스톱층(31)이 축소되는 것과 수직 전하 전송 영역(30)이 확장되는 것을 동일하게 하고, 그 상측(V-H 경계 부분)에 구성되는 폴리 게이트(32)의 너비를 확장시켜 그 부분에서의 전하 전송이 효율적으로 이루어지도록 한 것이다.
그리고 도 4c의 고체 촬상 소자는 V-H 경계 부분에서 수직 전하 전송 영역(30)은 확장하지 않고 그대로 (직각 형태로) 수평 전하 전송 영역(33)에 연결되도록 하고 채널 스톱층(31)만 수평 전하 전송 영역(33)으로 갈수록 축소시켜 구성한 것이다.
그리고 도 4d는 수평 전하 전송 영역(33)과 수직 전하 전송 영역(30)의 둘레에 구성되는 채널 스톱층(31)의 폭을 일정하게 하여 V-H 경계 부분에서 채널 스톱층(31)의 영향에 의한 전하 전송 효율의 저하를 막은 것이다.
본 발명의 고체 촬상 소자는 수직 전하 전송 영역과 수평 전하 전송 영역의 경계부분에 발생하는 전위 장벽을 없애서 유효 채널 폭을 넓게 하여 전하 전송 효율을 좋게 하였다.
그리고 포텐셜 포켓에 의한 전하의 손실이 없으므로 화면상에 나타나는 결함(화면의 세로 방향으로 발생하는 검은 줄 형태의)을 없애 화질을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 광전 변환 영역들과,
    상기 광전 변환 영역들에서 생성되는 영상 전하를 수직 방향으로 전송하는 수직 전하 전송 영역들과,
    수직 전송된 전하를 수평 방향으로 전송하는 수평 전하 전송 영역과,
    상기의 각 영역들의 둘레에 형성되는 채널스톱층을 포함하여 구성되고 상기의 수직 전하 전송 영역들과 수평 전하 전송 영역이 연결되는 경계 부분에서 수직 전하 전송 영역이 점차 확장되고 수직 전하 전송 영역이 확장되는 만큼 채널 스톱층이 점차 축소되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 수직 전하 전송 영역들과 수평 전하 전송 영역들상에는 각각 복수개의 폴리 게이트들이 반복적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 수직 전하 전송 영역과 수평 전하 전송 영역의 경계 부분에 구성되는 수평 전하 전송 영역상의 폴리 게이트는 수직 전하 전송 영역에 일정부분 오버랩되어 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 수평 전하 전송 영역으로 갈수록 수직 전하 전송 영역이 확장되는 것보다 채널스톱층의 축소가 더되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 채널스톱층이 축소되는 것과 동일하게 수직 전하 전송 영역은 확장되고, 그 상측에 구성되는 폴리 게이트의 너비가 그 부분에서 더 넓게 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 수직 전하 전송 영역은 그 폭의 변화없이 수평 전하 전송 영역에 연결되고 채널스톱층만 수평 전하 전송 영역으로 갈수록 축소되어 구성되는 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 수평 전하 전송 영역과 수직 전하 전송 영역의 둘레에 구성되는 채널 스톱층의 폭이 일정한 것을 특징으로 하는 고체 촬상 소자.
KR1019960063096A 1996-12-09 1996-12-09 고체 촬상 소자 KR100236051B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960063096A KR100236051B1 (ko) 1996-12-09 1996-12-09 고체 촬상 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019960063096A KR100236051B1 (ko) 1996-12-09 1996-12-09 고체 촬상 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980044942A true KR19980044942A (ko) 1998-09-15
KR100236051B1 KR100236051B1 (ko) 1999-12-15

Family

ID=19486569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960063096A KR100236051B1 (ko) 1996-12-09 1996-12-09 고체 촬상 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100236051B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671139B1 (ko) * 1999-08-18 2007-01-17 매그나칩 반도체 유한회사 고체 촬상 소자
CN114497093A (zh) * 2020-10-26 2022-05-13 豪威科技股份有限公司 像素阵列基板及相关方法
CN114497093B (zh) * 2020-10-26 2024-06-11 豪威科技股份有限公司 像素阵列基板及相关方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2545801B2 (ja) * 1986-07-04 1996-10-23 ソニー株式会社 固体撮像素子

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100671139B1 (ko) * 1999-08-18 2007-01-17 매그나칩 반도체 유한회사 고체 촬상 소자
CN114497093A (zh) * 2020-10-26 2022-05-13 豪威科技股份有限公司 像素阵列基板及相关方法
CN114497093B (zh) * 2020-10-26 2024-06-11 豪威科技股份有限公司 像素阵列基板及相关方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100236051B1 (ko) 1999-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100236051B1 (ko) 고체 촬상 소자
WO2020044747A1 (ja) 固体撮像素子
US5976908A (en) Method of fabricating solid-state image sensor
JP2724995B2 (ja) 固体撮像素子
KR100261158B1 (ko) 고체촬상소자
JPH04192561A (ja) 固体撮像装置
KR100339432B1 (ko) 고체 촬상 소자
KR100370148B1 (ko) 고체촬상소자
JP4214066B2 (ja) 固体撮像装置
KR100407982B1 (ko) 고체촬상소자
KR100263468B1 (ko) 고체 촬상 소자
KR100671139B1 (ko) 고체 촬상 소자
KR100364792B1 (ko) 고체촬상소자
JPH04216672A (ja) 固体撮像装置
KR100866441B1 (ko) 광전 변환 장치
KR920007354B1 (ko) 이중 포토다이오우드의 인터라인 트랜스퍼 구조
KR100239416B1 (ko) 고체촬상소자
KR0172834B1 (ko) 고체촬상 소자의 구조
KR100252907B1 (ko) 고체 촬상 소자
KR100205230B1 (ko) 전하 전송 효율이 개선된 고체 촬상 소자
KR100386617B1 (ko) 전하 결합 소자
JP3990487B2 (ja) 固体撮像デバイス
JP2866329B2 (ja) 固体撮像素子の構造
JPH04180265A (ja) 固体撮像装置
JP2000031457A (ja) 固体撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050824

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee